SERIE TRES DE FÍSICA II DISTRIBUCIÓN DE CARGA

SERIE TRES DE FÍSICA II
DISTRIBUCIÓN DE CARGA
1. Describe el campo eléctrico que produce un disco de radio R, uniformemente cargado, situado en el plano xy como
función de la posición “z”. Demuestra que, cuando la posición en z es considerablemente más grande que el radio del
disco, el campo eléctrico se aproxima a la expresión de carga puntual.
2. Una carga eléctrica de –50 µC, se distribuye uniformemente en un alambre de 20 m de longitud.
Si el alambre se moldea para adquirir la geometría mostrada en la imagen, determina el vector
campo eléctrico en el punto P. El punto P es equidistante a cualquier segmento del semicírculo.
3. ¿Cuánto vale la diferencia de potencial eléctrico, con respecto al infinito, en la superficie de una esfera aislante (radio
de 2 m) que está cargada en todo su volumen con una densidad de carga 10 C/m3? ¿Cuánto vale la diferencia de
potencial eléctrico, respecto a la superficie de la esfera, en el radio definido por la mitad del volumen de la esfera?
4. Considere el arreglo de placas infinitas mostrado en la imagen y determine la magnitud del campo eléctrico
en los puntos A, B, C y D. σ1 es –4 µC/m2, σ2 es –6 µC/m2 y σ3 es 2 µC/m2.
5. Una gota de agua con una carga de 0.3 nC tiene una diferencia de potencial eléctrico, con respecto al infinito, de 500 V
en su superficie. Si dos de estas gotas, con la misma carga y radio, se combinan para formar una sola gota esférica ¿Cuál
es la diferencia de potencial eléctrico en la superficie de la nueva gota con respecto al infinito?
6. Considera el átomo hidrogenoide de He, 2He+, con el modelo de Bohr, y supón que el radio del núcleo es 5x10-15 m y
que la distancia del centro del núcleo al electrón es 0.15x10-10 m. Cuánto vale la magnitud del vector campo eléctrico y la
diferencia de potencial eléctrico, con respecto al infinito, a una distancia del centro del núcleo de: A) r = 2x10-15 m.
B) r = 1x10-12 m. C) r = 2x10-9 m.
7. Una carga puntual se localiza en el centro de un anillo uniformemente cargado (λ = –15 C/m). Si la carga puntual es
15 C y el radio del anillo es 3 cm. Determina el flujo eléctrico que atraviesa una superficie gaussiana esférica definida a
1 m del centro del anillo.
8. Una esfera aislante de 10 cm de radio se carga uniformemente en todo su volumen. Si el campo eléctrico en la esfera
gaussiana que se define a 5 cm del centro de la esfera es de 2000 N/C, ¿cuánto vale la diferencia de potencial eléctrico,
con respecto a la superficie de la esfera, a un radio de 7 cm del centro de la esfera?
9. Una carga puntual de 8 µC se coloca a 3 m de distancia de un alambre vertical muy largo que tiene densidad de carga
de 0.6 nC/m. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza eléctrica que se ejerce sobre la carga puntual?
10. Un cilindro sólido (longitud de 42 cm y radio de 12 cm) presenta una magnitud de campo eléctrico en su superficie de
2.3x105 N/C. Si el cilindro disminuye sus dimensiones a 28 cm de longitud y 8 cm de radio, ¿cuánto valdrá el campo
eléctrico en su nueva superficie?