test coulomb eso

Haz todos los ejercicios con enunciados y cálculos en nuestro cuaderno
Ejercicios propuestos, sin solución.
test coulomb eso
1
Dos cargas, q1 = +2 ? 10 5 C y q2 = -5 ? 10 6 C,
están situadas en el aire a una distancia de 45 cm
una de la otra.
-
-
a) Calcula el valor de la intensidad de las fuerzas con que
Solución posible A: 4.44
interaccionan.
Solución posible B: 60
b) Representa en un esquema su dirección y sentido.
Dos cargas puntuales de 2 nC y +3 nC están
situadas en el vacío y se atraen con una fuerza
de 1,3 ? 10 4 N. Calcula la distancia a la que están
colocadas.
-
2
Solución posible A: 0.64 m
-
Solución posible B: 60
8
REFUERZO
FICHA 1
FUERZAS Y MOVIMIENTOS EN EL UNIVERSO
ACTIVIDADES DE REFUERZO
1
2
a) ¿Cuál es el peso del cuerpo?
Calculamos el peso de un cuerpo en la Tierra
multiplicando su masa (en kg) por el factor 9,8 (N/kg).
¿Cuál es el peso de un cuerpo de 5 kg?
El peso de un cuerpo no es más que la fuerza
de atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre él.
De acuerdo con la ley de Newton, la fuerza
de atracción gravitatoria entre dos cuerpos
es directamente proporcional a sus masas
e inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia que los separa:
FG = G ?
b) ¿Cuál es su masa?
Dato: factor para calcular el peso en la Tierra: 9,8 N/kg.
8
Imagina que llevas a la Luna el resorte de 20 cm con
constante de elasticidad 980 N/m. ¿Cuánto mediría
al colgar de él un cuerpo de 5 kg de masa?
Dato: factor para calcular el peso en la Luna: 1,6 N/kg.
9
M?m
d2
Calcula la fuerza de atracción gravitatoria
que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de 5 kg
cuando está:
Para conocer el peso de un cuerpo en una balanza
de platos colocamos el cuerpo en un plato y, en el otro,
un conjunto de pesas calibradas cuya masa ejerza
el mismo peso que el cuerpo:
8 kg
a) En el suelo.
5 kg
b) En lo alto de la Torre Eiffel (300 m).
2 kg
1 kg
Datos: G = 6,67 ? 10-11 (N ? m2/kg2); MT = 6 ? 1024 kg;
RT = 6400 km.
3
La fuerza de atracción gravitatoria tiene la dirección
de la línea que une ambos cuerpos. Dibuja la dirección
y sentido de la fuerza peso de un cuerpo de 5 kg
que está:
Comprueba que cuando la balanza está equilibrada,
el peso del objeto coincide con el peso del conjunto
de pesas calibradas.
a) En el suelo.
Dato: factor para calcular el peso en la Tierra: 9,8 N/kg.
b) En lo alto de la Torre Eiffel (300 m).
c) Compáralas e indica cómo es su módulo, su dirección
y su sentido.
4
5
6
El peso de un cuerpo depende del lugar donde se
encuentre. Por ejemplo, el peso de un cuerpo
en la Luna se obtiene multiplicando su masa (en kg)
por el factor 1,6 (N/kg). ¿Cuál es el peso en la Luna
de un cuerpo de 5 kg?
Teniendo en cuenta la expresión de la fuerza
de atracción gravitatoria, indica qué es lo que hace
que el factor por el que hay que multiplicar la masa
pasa obtener el peso en la Tierra sea tan distinto
del factor a aplicar en la Luna.
Calcula cuánto pesará en la Luna un cuerpo que
en la Tierra pesa 100 N.
Datos: factor para calcular el peso en la Luna: 1,6 N/kg;
factor para calcular el peso en la Tierra: 9,8 N/kg.
7
Un resorte mide 20 cm, pero al colgar de él un cuerpo,
se estira hasta 25 cm. La constante de elasticidad
del resorte es 980 N/m.
324
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10
Imagina que quieres pesar un objeto de 8 kg en la Luna
y utilizas para ello una balanza de platos. ¿Qué pesas
calibradas debes colocar en el otro platillo
para que la balanza esté equilibrada?
Dato: factor para calcular el peso en la Luna: 1,6 N/kg.
11
Teniendo en cuenta los resultados de las actividades 6,
7, 8 y 9, completa las frases siguientes:
a) Una balanza de resorte da un peso (igual / diferente)
de un mismo objeto en la Tierra que en la Luna.
b. Una balanza de platos da un peso (igual / diferente)
de un mismo objeto en la Tierra que en la Luna.
12
La fuerza peso es la responsable de que un cuerpo
se caiga cuando lo dejamos libre. Teniendo
en cuenta la relación entre fuerza y movimiento,
responde:
a) ¿Qué tipo de movimiento tiene un cuerpo que cae
libremente sobre la Tierra: MRU, MRUA o MCU?
b) Si un cuerpo cae desde una altura de 2 m en la Tierra
y en la Luna, ¿en qué caso tardará más en recorrer
esa distancia? ¿Por qué?
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D
,
.
8
REFUERZO
FICHA 1
FUERZAS Y MOVIMIENTOS EN EL UNIVERSO
ACTIVIDADES DE REFUERZO (soluciones)
N
N
= 5 kg ? 9,8
= 49 N
kg
kg
1
P = m ? 9,8
2
Sustituimos valores (en unidades S.I.) y calculamos:
9
Cuando la balanza está equilibrada, la fuerza sobre
los dos platillos es la misma.
N
PT = m ? 9,8
kg
N
• Objeto: PT = 8 kg ? 9,8
= 78,4 N
kg
N
• Pesas: PT = (5 + 2 + 1) kg ? 9,8
= 78,4 N
kg
10
Para que la balanza esté equilibrada, la fuerza sobre los dos
platillos debe ser igual:
N
Objeto: PL = 8 kg ? 1,6
= 12,8 N
kg
a) En el suelo: d = RT.
FG = 6,67 ? 10-11
N ? m2
kg
2
?
6 ? 10 24 kg ? 5 kg
(6400 $ 10 3) 2 m 2
= 48,9 N
b) Cuando está en lo alto de la Torre Eiffel,
el valor d = RT + 300 m . RT.
FG = 48,9 N
3
En ambos casos, tiene el mismo módulo, la dirección
del radio de la Tierra y el sentido hacia el centro.
Si consideramos dos puntos que estén muy próximos
(lo alto de la torre y un punto en su base, las direcciones
son prácticamente la misma, por eso la fuerza peso
es la misma.
Calculamos la masa de las pesas para que su peso coincida
con este:
m=
Hay que poner pesas cuya masa total sea 8 kg.
11
P
P
P
12,8 N
= 8 kg
1,6 N/kg
a) Una balanza de resorte da un peso diferente
de un mismo objeto en la Tierra que en la Luna.
b) Una balanza de platos da un peso igual de un mismo
objeto en la Tierra que en la Luna.
12
a) MRUA, porque se mueve en línea recta bajo la acción
de una fuerza.
b) Tarda más en la Luna porque la fuerza es menor.
P
N
N
= 5 kg ? 1,6
= 8N
kg
kg
4
P = m ? 1,6
5
La masa de la Luna y su radio son mucho menores
que la masa de la Tierra. Los otros factores en la expresión
de FG son iguales.
6
Calculamos la masa del cuerpo que permanece constante:
PT = m ? 9,8
N
kg
"m=
PL = m ? 1,6
7
PT
100 N
=
= 10,2 kg
9,8 N/kg
9,8 N/kg
N
N
= 10,2 kg ? 1,6
= 16,3 N
kg
kg
a) El peso es la fuerza que tira del resorte.
F = k ? DL = 980
m=
8
N
? 0,05 m = 49 N
m
PT
49 N
=
= 5 kg
9,8 N/kg
9,8 N/kg
Hay que calcular su peso en la Luna:
N
N
PL = m ? 1,6
= 5 kg ? 1,6
= 8N
kg
kg
Utilizamos la ley de Hooke para calcular el estiramiento:
DL =
F
8N
=
= 8,2 ? 10-3 m = 8,2 mm
k
980 N/m
El muelle mide 20,82 cm.
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9
REFUERZO
FICHA 1
FUERZAS ELÉCTRICAS Y MAGNÉTICAS
ACTIVIDADES DE REFUERZO
1
2
¿Qué variación experimenta la masa de un cuerpo
cuando se carga con -1 C sabiendo que la carga
de un electrón es -1,6 ? 10-19 C y su masa
es 9 ? 10-31 kg?
8
Dibuja las fuerzas magnéticas que se establecen entre
los pares de imanes de la figura:
S
N
N
S
S
N
S
N
Expresa en culombios las siguientes cargas eléctricas:
a) 20 nC
b) 7,3 nC
c) 2,7 ? 104 nC
d) 0,065 nC
e) 3 ? 10-2 nC
f) 2500 nC
3
9
-5
Dos cargas, q1 = +2 ? 10 C y q2 = -5 ? 10 C,
están situadas en el aire a una distancia de 45 cm
una de la otra.
a) Calcula el valor de la intensidad de las fuerzas con que
interaccionan.
b) Representa en un esquema su dirección y sentido.
4
5
Una carga de -3 nC está colocada en el vacío y atrae
a otra carga situada a 0,5 m de distancia con una
fuerza de 0,45 N. ¿Cuál es el valor de la otra carga?
¿Cuál es su signo?
Dos cargas puntuales de -2 nC y +3 nC están
situadas en el vacío y se atraen con una fuerza
de 1,3 ? 10-4 N. Calcula la distancia a la que están
colocadas.
6
Calcula el valor de dos cargas iguales que en el vacío
se repelen con una fuerza de 0,09 N cuando están
colocadas a una distancia de 0,9 m.
7
Define los siguientes términos:
Responde a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué es el electromagnetismo?
-6
b) ¿Quién fue Hans Christian Oersted?
c) Describe con tus palabras el experimento de Oersted.
10
¿Verdadero o falso? Justifica las afirmaciones falsas:
a) En un electroimán, aunque se detenga el paso
de la corriente eléctrica, los efectos magnéticos
permanecen.
b) En 1831 Michael Faraday fue capaz de producir
una corriente eléctrica por medio de imanes.
c) Cuanto más rápido se mueve un imán dentro
de una bobina, menor es la intensidad de corriente.
d) Cuando un imán entra en una bobina, la corriente
circula en sentido contrario que cuando sale de ella.
a) Material ferromagnético.
b) Imán.
c) Brújula.
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D
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9
REFUERZO
FICHA 1
FUERZAS ELÉCTRICAS Y MAGNÉTICAS
ACTIVIDADES DE REFUERZO (soluciones)
1
Hallamos la variación de la masa del cuerpo mediante
un factor de conversión:
-1 C ?
6
9 ? 10-31 kg
= 5,625 ? 10-12 kg
-1,6 ? 10-19 C
F=K?
10-6 C
= 2 ? 10-5 C
1 nC
10-9 C
7,3 nC = 7,3 nC ?
= 7,3 ? 10-9 C
1 nC
c)
2,7 ? 10 4 n C = 2,7 ? 10 4 nC ?
d)
0,065 nC = 0,065 nC ?
e)
f)
-2
-2
3 ? 10 n C = 3 ? 10
10-6 C
= 2,7 ? 10-2 C
1 nC
10-9 C
= 6,5 ? 10-7 C
1 nC
Q1 =
10-9 C
= 2,5 ? 10-6 C
1 nC
7
q2
+
F
8
9
–
Q1 ? Q 2
d2
" Q2 =
0,45 N ? (0,5 m) 2
N ? m2
9 ? 10
? 3 ? 10-6 C
C2
F ? d2
K ? Q1
= 4,17 ? 10-6 C
Su signo es positivo, ya que es atraída por la carga Q1
negativa.
Despejamos d de la expresión matemática de la ley
de Coulomb:
F=K?
Q1 ? Q 2
d2
"d=
N
N
S
S
N
S
N
a) El electromagnetismo a la parte de la física que estudia
la relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos.
10
a) Falso, los efectos magnéticos desaparecen.
b) Verdadero.
9
5
S
c) Oersted construyó un circuito eléctrico y colocó
una brújula orientada en línea con un cable. Al cerrar
el interruptor, la aguja de la brújula se ponía
perpendicular al cable. Si la corriente iba en sentido
contrario, la brújula se orientaba en sentido contrario.
Expresamos las unidades en el SI y calculamos el valor de Q2:
Q2 =
a) Un material ferromagnético es aquel material que siente
la atracción de un imán.
b) Hans Christian Oersted fue un físico danés que en 1819
descubrió que una corriente eléctrica se comporta como
un imán.
De la expresión de la ley de Coulomb despejamos Q2:
F=K?
= 2,8 ? 10-6 C
c) Una brújula es una aguja imantada que gira libremente.
45 cm
4
N ? m2
9 ? 10
C2
b) Un imán es un objeto capaz de atraer a ciertos objetos
metálicos, como aquellos elaborados a base de hierro,
aleaciones de cobalto o níquel, etc.
b) La dirección y sentido de las fuerzas eléctricas quedan
representados en el siguiente esquema:
F
0,09 N ? (0,9 m) 2
Cada una de las cargas tiene un valor de 2,8 · 10-6 C.
a) Para calcular la fuerza eléctrica aplicamos la ley de
Coulomb, expresando las unidades en el SI:
Q1 ? Q 2
F=K?
d2
N ? m 2 2 ? 10-5 C ? 5 ? 10-6 C
F = 9 ? 10 9
?
= 4,44 N
(0,45 m) 2
C2
q1
F ? d2
K
" Q1 =
9
10-6 C
nC ?
= 3 ? 10-8 C
1 nC
2500 nC = 2500 nC ?
Q12
d2
Hallamos el valor de Q1:
20 nC = 20 nC ?
b)
3
F=K?
Expresamos el valor de las cargas indicadas en culombios:
a)
Q1 ? Q1
Q12
=K? 2
2
d
d
Despejamos Q1 de la expresión anterior:
El cuerpo experimenta una variación de masa
de 5,626 · 10-12 kg.
2
Como ambas cargas son iguales podemos escribir la ley
de Coulomb para este caso como:
K?
c) Falso, cuanto más rápido se mueve un imán dentro
de una bobina, mayor es la intensidad de corriente.
d) Verdadero.
Q1 ? Q 2
F
Expresamos las unidades en el SI y calculamos d:
d=
9 ? 10 9
N ? m2
C
2
?
2 ? 10-9 C ? 3 ? 10-6 C
= 0,64 m
1,3 ? 10-4 N
Ambas cargas están separadas una distancia de 0,64 m.
DÍA A DÍA EN EL AULA FÍSICA Y QUÍMICA 3.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L.
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363
31/07/2015 12:21:52
Haz todos los ejercicios con enunciados y cálculos en nuestro cuaderno
Ejercicios propuestos, sin solución.
test unidades MRU MRUA
1 Resuelve.
a) 7x – 3 – 2x = 6 + 3x + 1
a) 2x = 10 8 x = 5
b) 1 – 4x – 6 = x – 3 · (2x – 1)
b) – 4x – 5 = –5x + 3 8 x = 8
Solución posible A: apartado c 9 y 10.8 m/s
3 Resuelve.
1
a) x – = 5x – 3
2 8 4
Solución posible B: apartado c 11 y 10.8 m/s
b)
a) 8x – 4 = 5x – 6 8 x = – 2
3
(
)
2x
1
2
–4 x –
=
5 6
15
3
b) 20x – 24x + 20 = 4 8 – 4x = –16 8 x = 4
1–x
+1
= 3 – 3x
4 Resuelve: 2x +
8
4
16x + 1 – x = 24 – 6x – 2 8 21x = 21 8 x = 1
¿Resuelves ecuaciones de segundo grado completas e incompletas?
5 Resuelve.
a) 3a 2 – 5 = 70
b) 6x 2 – 3x = x
a) 3a 2 = 75 8 a 2 = 25 8 a = ±5
6 Resuelve.
a) x 2 – 2x – 3 = 0
a) x = 2 ± √4 + 12 = 2 ± 4
2
2
b) 6x 2 – 4x = 0 8 x(6x – 4) = 0 8 x = 0, x = 2
3
b) 8x 2 – 6x + 1 = 0
x=3
x = –1
b) x = 6 ± √36 – 32 = 6 ± 2
16
16
¿Utilizas las ecuaciones como herramientas para resolver problemas?
x = 1/2
x = 1/4