Hoja de trabajo de problemas de campo eléctrico respuestas
7. (moderado) Dos partículas cargadas, una (con una carga de +2μC y una masa m) situada en el origen de un sistema de ejes y una segunda (con una carga de +3μC y una masa de 2m) situada en x = 1 m están ejerciendo una fuerza la una sobre la otra. Determine la magnitud de la fuerza y luego describa la trayectoria que seguirá cada partícula, incluyendo sus velocidades y aceleraciones.La magnitud de la fuerza instantánea que ambas ejercen entre sí está determinada por la Ley de Coulomb. Así, para las posiciones iniciales:F = kq1q2/r2 F = (9×109)(2×10-6)(3×10-6)/12 = 0,054 NLas partículas se acelerarán alejándose una de otra en línea recta. La partícula más pequeña se moverá a lo largo del eje -x, mientras que la partícula más grande se moverá a lo largo del eje +x. Ambas se acelerarán a medida que pase el tiempo, pero la partícula más pequeña se acelerará más rápido porque, al tener una masa menor, tendrá una mayor aceleración debido a la fuerza común. A medida que se separen, las aceleraciones de cada una disminuirán porque la fuerza disminuirá. En algún momento las aceleraciones serán tan pequeñas que se acercarán a cero, y las partículas dejarán esencialmente de acelerar y simplemente se alejarán la una de la otra a una velocidad constante.
Hoja de trabajo del campo eléctrico pdf
3. Un excéntrico inventor intenta levitar colocando primero una gran carga negativa sobre sí mismo y luego colocando una gran carga positiva en el techo de su taller. En cambio, al intentar colocarse una gran carga negativa, su ropa sale volando. Explica.
4. Si has cargado un electroscopio por contacto con un objeto cargado positivamente, describe cómo podrías utilizarlo para determinar la carga de otros objetos. En concreto, ¿qué harían las hojas del electroscopio si se acercan a su pomo otros objetos cargados?
5. Cuando se frota una varilla de vidrio con seda, ésta se vuelve positiva y la seda se vuelve negativa, pero ambas atraen el polvo. ¿Tiene el polvo un tercer tipo de carga que es atraída tanto por la positiva como por la negativa? Explica.
9. La figura muestra la distribución de cargas en una molécula de agua, que se denomina molécula polar porque tiene una separación inherente de cargas. Dado el carácter polar del agua, explique qué efecto tiene la humedad en la eliminación del exceso de carga de los objetos.
Problemas de práctica de campo eléctrico con soluciones
Como hemos visto en el apartado anterior, la fuerza eléctrica neta sobre una carga de prueba es la suma vectorial de todas las fuerzas eléctricas que actúan sobre ella, procedentes de todas las cargas fuente, situadas en sus distintas posiciones. Pero, ¿qué ocurre si utilizamos una carga de prueba diferente, con una magnitud o signo diferente, o ambos? O supongamos que tenemos una docena de cargas de prueba diferentes que deseamos probar en el mismo lugar. Tendríamos que calcular la suma de las fuerzas desde cero. Afortunadamente, es posible definir una cantidad, llamada campo eléctrico, que es independiente de la carga de prueba. Sólo depende de la configuración de las cargas fuente, y una vez encontrada, nos permite calcular la fuerza sobre cualquier carga de prueba.
Esta expresión se llama campo eléctrico en la posición P=P(x,y,z)P=P(x,y,z) de las N cargas fuente. Aquí, P es la ubicación del punto en el espacio donde se está calculando el campo y es relativo a las posiciones r→ir→i de las cargas fuente (Figura 5.18). Nótese que tenemos que imponer un sistema de coordenadas para resolver los problemas reales.
Preguntas y respuestas sobre el campo eléctrico pdf
Como mostramos en la sección anterior, la fuerza eléctrica neta sobre una carga de prueba es la suma vectorial de todas las fuerzas eléctricas que actúan sobre ella, desde todas las diferentes cargas fuente, situadas en sus diferentes posiciones. Pero, ¿qué ocurre si utilizamos una carga de prueba diferente, con una magnitud o signo diferente, o ambos? O supongamos que tenemos una docena de cargas de prueba diferentes que deseamos probar en el mismo lugar. Tendríamos que calcular la suma de las fuerzas desde cero. Afortunadamente, es posible definir una cantidad, llamada campo eléctrico, que es independiente de la carga de prueba. Sólo depende de la configuración de las cargas fuente, y una vez encontrada, nos permite calcular la fuerza sobre cualquier carga de prueba.
Supongamos que tenemos N cargas fuente [latex]{q}_{1},{q}_{2},{q}_{3}\text{,… },{q}_{N}[/latex] situadas en las posiciones [latex]{{stackrel{a}}{{textbf{r}}_{1},{{stackrel{a}{a}{texto}{r}}{2},{{stackrel{a}{a}{3}{texto}{,… {{stackrel}{a} {{textbf{r}}[/latex], aplicando N fuerzas electrostáticas sobre una carga de prueba Q. La fuerza neta sobre Q es (véase la ecuación 5.2)