LEY DE COULOMB

Universidad Autónoma de Yucatán
Escuela Preparatoria Uno
Ejercicios de Física 3
LEY DE COULOMB
La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las dos cargas.
PROBLEMAS:
1.
¿Cuántos electrones es necesario retirar de una moneda de plata eléctricamente neutra para obtener
una carga de 3.8 μC?
2.375 10-13 e
2.
Dos cargas puntuales de –3 μC y de +4 μC están separadas 12 mm en el vacío. ¿Cuál es la fuerza
electrostática entre ellas?
750 N
3. Sean dos esferas separadas entre sí 40 mm: una con carga de 10 μC y otra con carga de –6 μC.
a) ¿Qué fuerza existe entre ellas?
b) Las esferas se ponen en contacto unos cuantos segundos y luego se separan de nuevo
40 mm. ¿Cuál es la fuerza ahora?
c) ¿Es de atracción o de repulsión?
a) 337.5 N b) 22.5 N
4.
Un objeto contiene un exceso de 5 x 1014 electrones (q = - 1.6 10-19 C) y otro tiene una deficiencia
de 4 x 1014 electrones. ¿Cuál es la fuerza que cada uno ejerce sobre el otro si están a 30 mm de
distancia uno del otro?
5.12 x 104 N
5.
Dos cargas desconocidas idénticas se encuentran sometidas a una fuerza de repulsión recíproca de
48 N cuando la distancia entre ellas es de 60 mm. ¿Cuál es la magnitud de cada carga?
4.38 μC
6.
¿Cuántos electrones (q = - 1.6 10-19 C) hay que colocar en cada una de dos esferas idénticas,
separadas entre sí 4 mm, para producir una fuerza de repulsión de 400 N entre ellas?
5.27 x 1012 electrones
7.
La masa de un objeto es 215 kg. Suponga que este objeto y la tierra, cada uno, portan carga positiva
idéntica q. Si se supone que la carga de la Tierra se encuentra localizada en el centro de la misma
(r =6.38 106 m), determina q de modo que la fuerza electrostática cancele a la fuerza gravitacional.
3086.96 C
8.
El núcleo del átomo de helio tiene una carga de +2e y el de neón +10e (e = 1.6 x 10 – 19 C). Halla la
fuerza que existe entre ambos núcleos situados en el vacío y a una distancia de 3 milimicras.
5.12 x 10 – 10 N
9.
El átomo normal de hidrógeno tiene un protón en su núcleo y un electrón en su órbita; cada una de
estas partículas elementales posee una carga de 1.6 x 10 – 19 C. Suponiendo que la órbita que
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recorre el electrón es circular y que la distancia entre ambas partículas es 5.3 x 10
m, determina:
a. La fuerza eléctrica entre el protón y el electrón
8.2 x 10 – 8 C
b. La velocidad lineal del electrón
2.2 x 10 6 m/s
Ing. Joaquín H. Salazar Cruz
[email protected]
Universidad Autónoma de Yucatán
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Ejercicios de Física 3
10. Dos esferillas iguales de 0.1 g e igualmente cargadas se cuelgan del mismo punto mediante hilos de
13 cm de longitud. Debido a la repulsión entre ambas, las esferillas se separan 10 cm. Halla la carga
de cada una de las esferillas.
2.1 x 10 – 8 C
11. Al frotar una barra de vidrio con un paño de seda inicialmente neutros, se nota que la seda adquiere
una carga de – 1.2 µC.
a. ¿Cuál es la carga del vidrio tras el proceso?
b. ¿Cuántos electrones han sido transferidos de un material a otro?
12. Sean dos esferas metálicas idénticas (1 y 2). La esfera 1 tiene una carga de – 2Q y la esfera 2 tiene
una carga +Q. Ponemos en contacto ambas esferas y, una vez alcanzado el equilibrio, se separan.
a. ¿Cuál es la nueva carga de cada una de las esferas?
Ponemos de nuevo en contacto las dos esferas e inducimos carga acercando una barra de carga
positiva a la esfera 1. Al separarlas se observa que la esfera 1 tiene una carga mayor cuyo valor
absoluto es 2Q.
b. ¿Cuál es ahora la carga de la esfera 2?
13. Cinco cargas iguales Q están igualmente espaciadas en un semicírculo de radio R. Calcula la fuerza
eléctrica que experimenta una carga q situada en el centro del semicírculo.
14. Cuatro cargas del mismo valor están colocadas en los vértices de un cuadrado de lado L. Calcula la
fuerza ejercida sobre la carga en el vértice inferior izquierdo por las otras cargas.
Ing. Joaquín H. Salazar Cruz
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