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PROBLEMAS DE FURZA Y CAMPO ELECTRICO
1. El electrón y el protón de un átomo de hidrogeno están separados (en promedio) por una
distancia de aproximadamente 5. 3 × 10
− 11
𝑚. Encuentre las magnitudes de la fuerza eléctrica y la
fuerza gravitacional entre las partículas 𝐹
𝑔
𝑚
𝑒
𝑚
𝑝
𝑟
2
. (𝐺 = 6. 674 × 10
− 11
𝑚
2
𝑘𝑔
2
2. Considere tres cargas puntuales localizadas en
las esquinas de un triangulo recto, como se muestra
en la figura, donde 𝑞 1
3
= 5. 0 μ𝐶, 𝑞
2
= − 2. 0 μ𝐶, y
𝑎 = 0. 10 𝑚. Encuentre la fuerza resultante ejercida
sobre 𝑞 3
3. Tres cargas puntuales se encuentran a lo largo del
eje 𝑥 , como se muestra en la figura. La carga positiva
1
= 15. 0 μ𝐶 esta en 𝑥 = 2. 00 𝑚 , la carga positiva
2
= 6. 00 𝜇𝐶 esta en el origen, y la fuerza resultante
que actua sobre 𝑞
3
es cero. ¿Cuál es la coordenada
𝑥 de 𝑞
3
4. Hay dos cargas iguales de +𝑄 en dos
vértices de un triángulo equilátero de lado 𝒂;
una tercera carga de — 𝒒 está en el otro
vértice. A una distancia de
𝒂
𝟐
, fuera del
triángulo y sobre la mediatriz de las cargas de
+𝑄 está una carga, 𝑞 𝑜
(véase la figura), sobre
la cual la fuerza neta es cero. Calcúlese el
valor de la relación
𝒒
𝑸
5. En una versión diferente del electroscopio
que se describió, se usa una esfera de corcho
fija y otra suspendida (véase la figura). La
masa de la esfera colgada es 1 , 5 × 10
− 4
𝑘𝑔 y
la longitud del hilo de suspensión es 10 𝑐𝑚. La
esfera fija está a 10 𝑐𝑚 directamente abajo del
punto de suspensión de la esfera colgada.
Supóngase que cuando se colocan cargas
eléctricas iguales en las dos esferas, la fuerza
de repulsión eléctrica empuja la esfera
colgada, subiéndola hasta que su hilo forma
un Angulo de 45° con la vertical. ¿Cuál es la
magnitud de la carga eléctrica?
6. Una carga 𝑞
1
= 7. 0 𝜇𝐶 se ubica en el origen y
una segunda carga 𝑞
1
= − 5. 0 𝜇𝐶 se ubica en el eje
𝑥 a 0. 30 𝑚 del origen. Encuentre el campo electrico
en el punto 𝑃, el cual tiene coordenadas
10. Un dipolo electrico se define como una carga
positiva 𝑞 y una carga negativa −𝑞 separadas por
alguna distancia.para el dipolo mostrado en la figura
determine el campo electrico 𝑬
en 𝑃 debido a estas
cargas, dodne 𝑃 esta a una distancia 𝑦 ≫ 𝑎 desde el
origen.
11. Si un campo eléctrico alcanza 3 , 0 × 10
6
𝑁
𝐶
, se
produce un corto (que genera chispas). Con esta
intensidad de campo, los electrones libres presentes en
la atmosfera inmediatamente se aceleran a tal
velocidad que, al chocar con atomos les arrebatan
electrones y con ello generan una avalancha de
electrones. ¿A qué distancia debe moverse un electrén
libre, bajo la influencia del campo eléctrico
mencionado, para que adquiera una energia cinética de
3 , 0 × 10
− 9
𝐽 (suficiente para producir ionizacién)?
12. Una barra de longitud 𝑙 tiene una crga positiva
uniformepor unidad de longitud 𝜆 y una carga total 𝑄.
Calcule el campo electrico en un punto 𝑃 que esta
ubicado a lo largo del eje de la barra y a uan distancia 𝑎
de un extremo.
13. Un anillo de radio 𝑎
tiene una crga positiva
total 𝑄 ditribuida
uniformemente. Calcule
el campo electrico debido
al anillo en un punto 𝑃
que se encuentra a una
distancia 𝑥 de su centro a
lo largo del eje central
perpendicular al plano del
anillo.
14. Un dico de radio 𝑅 tiene una densidad de
carga superficial uniforme 𝜎. Calcule el campo
electrico en un punto 𝑃 que se encuentra a lo
alrgo del eje central perpendicular del disco y a
una diatancia 𝑥 de su centro.
