Actividad de aprendizaje unidad 1 Física II 4. Una pequeña esfera de masa m = 7.50 g y de carga q1 = 32.0 nC se adjunta al final de una cuerda y cuelga verticalmente como en la figura P15.4. Una segunda carga de la misma masa y carga q2 = 258.0 nC se encuentra por debajo de la primera a una distancia d 5 2.00 cm por debajo de la primera carga como en la figura P15.4. a) Determine la tensión en la cuerda. b) Si la cuerda puede soportar una tensión máxima de 0.180 N, ¿cuál es el valor más pequeño que d puede tener antes de que la cuerda se rompa? 13. Tres cargas puntuales se colocan en las esquinas de un triángulo equilátero como en la figura P15.13. Determine la magnitud y dirección de la fuerza eléctrica neta sobre la carga de 2.00 mC 21.Un pequeño bloque de masa m y carga Q se coloca en un plano aislado, sin fricción, con una inclinación a un ángulo u como en la figura P15.21. Un campo eléctrico se aplica en paralelo a la pendiente. a) Encontrar una expresión para la magnitud del campo eléctrico que permite al bloque permanecer en reposo. b) Si m 5 5.40 g, Q 5 27.00 mC y u 5 25.0°, determine la magnitud y la dirección del campo eléctrico que permite al bloque permanecer en reposo sobre la pendiente 23. Un protón acelera desde el reposo en un campo eléctrico uniforme de 640 N/C. Algún tiempo después, su rapidez es 1.20 3 106 m/s. a) Determine la magnitud de la aceleración del protón. b) ¿Cuánto tarda el protón en alcanzar esta rapidez? c) ¿Cuánto recorre en este intervalo? d) ¿Cuál es su energía cinética en ese tiempo posterior? 41. Un campo eléctrico de 3.50 kN/C de intensidad se aplica a lo largo del eje x. Calcule el flujo eléctrico a través de un plano rectangular de 0.350 m de ancho y 0.700 m de largo si a) el plano es paralelo al plano yz, b) el plano es paralelo al plano xy y c) el plano contiene el eje y y su normal forma un ángulo de 40.0° con el eje x 46. Una carga de 1.70 3 102 mC está en el centro de un cubo con bordes de 80.0 cm. No hay otras cargas en la vecindad. a) Determine el flujo a través de toda la superficie del cubo. b) Determine el flujo a través de cada cara del cubo. c) ¿Sus respuestas a los incisos a) o b) cambian si la carga no estuviese en el centro? Explique. 17. Las tres cargas de la figura P16.17 están en los vértices de un triángulo isósceles. Sea q = 7.00 nC y calcule el potencial eléctrico en el punto medio de la base. 42. a) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b para el grupo de capacitores conectados como se muestra en la figura P16.42, si C1 5 5.00 mF, C2 5 10.00 mF y C3 5 2.00 mF. b) Si el potencial entre los puntos a y b es 60.0 V, ¿qué carga se almacena en C3? 47. Un capacitor de placas paralelas tiene capacitancia de 3.00 mF. a) ¿Cuánta energía se almacena en el capacitor si se conecta a una batería de 6,00 V? b) Si la batería se desconecta y la distancia entre las placas cargadas se duplica, ¿cuál es la energía almacenada? c) Posteriormente la batería se vuelve a unir al capacitor, pero la separación de placas permanece como en la parte b). ¿Cuánta energía se almacena? (Responda cada inciso en microjoules.) 51. Determine a) la capacitancia y b) el máximo voltaje que se puede aplicar a un capacitor de placas paralelas lleno con teflón, que tiene una área de placa de 175 cm2 y un grosor de aislante de 0.040 0 mm.
