Guia Fuerza Potencial

Departamento De Física

TALLER TEÓRICO FÍSICA CUARTO AÑO MEDIO 1.- Dos cargas puntuales de magnitud y signo desconocidos, están separados una distancia d. La intensidad del campo eléctrica es cero en un punto situado entre ellas, en la línea que los une. ¿Qué puede usted deducir respecto a las cargas?

2.- Si una carga puntual de masa m se suelta a partir del reposo en un campo no uniforme, ¿seguirá una línea de fuerza?

3.- a) Haga un esquema para representar cualitativamente las líneas de fuerza correspondiente a tres cargas puntuales iguales colocadas en los vértices de un triángulo equilátero. Haga consideraciones de simetría y de casos límites. Muestre solamente las líneas en el plano del triángulo. b) Analice la clase de equilibrio que tiene una carga de prueba colocada en el centro del triángulo.

4.-

a) ¿Cuál es la magnitud de una carga puntual tal que el campo eléctrico a 50 cm de ella tenga una magnitud de 2 N/C? b) ¿Qué fuerza experimenta una carga de 2 x 10-9 C colocada en el punto donde el campo vale 2 N/C?

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5.- Dos cargas puntuales están separadas una distancia d (ver figura). Haga una gráfica de E (x) suponiendo x = 0 en la carga de la izquierda. Considere valores de x tanto positivos como negativos. Dibuje E como positivo si E apunta hacia la derecha y negativo si E apunta hacia la izquierda. Suponga que q1 = 1 x 10-6 C, q2 = 3 x 10-6 C y d = 10 cm. d

P X

q1

q2 x

6.- Una esfera metálica de radio 10 cm, tiene una carga total de 6 x 10-5 C. Determinar: a) El campo eléctrico a 5 cm del centro de la esfera b) El campo eléctrico a 60 cm del centro de la esfera c) ¿A qué distancia del centro de la esfera el valor del campo es máximo?

7.- Una pequeña gota de aceite cargada positivamente se coloca en la región intermedia entre dos placas con cargas eléctricas opuestas, dispuestas horizontalmente. a) Si la carga de la gota es + 2e ¿cuál será la magnitud del campo eléctrico requerido para ejercer para ejercer una fuerza eléctrica sobre la gota igual a 1,6 x 10-15 N? b) Haga un diagrama de la orientación de las placas e indique el tipo de carga que debe haber en cada una para que el campo eléctrico produzca una fuerza capaz de equilibrar la fuerza gravitacional sobre la gota de aceite.

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8.- Dibuje las líneas de fuerza para la situación mostrada en la figura 1. Fig. 1 +++++++++++++++++++++++

9.- Un electrón que se mueve con una velocidad de 5 x 108 cm/s se dispara paralelamente a un campo eléctrico de intensidad 1 x 103 N/C, colocado de modo que retarde su movimiento. a) ¿Hasta dónde llegará el electrón en el campo antes de quedar (momentáneamente) en reposo? b) ¿Cuánto tiempo transcurrirá? c) Si el campo eléctrico termina bruscamente después de 0,8 cm, ¿Qué fracción de su energía inicial pierde el electrón al atravesarlo?

10.- Qué ocurriría a una persona colocada sobre un taburete aislado si su potencial se elevase hasta 10.000 V?

11.- Los electrones, ¿tienden a ir a regiones de elevado potencial o a regiones de bajo potencial?

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12.- a) Si E = 0 en un punto dado, ¿ V debe ser igual a cero en ese punto? b) Si V es constante en una región del espacio ¿qué puede Ud. decir respecto a E en esa región?

13.- En el tubo de imágenes de un televisor, los electrones son acelerados desde el reposo a través de una diferencia de potencial de 20.000 V. ¿Cuál es su velocidad final? (La masa del electrón es 9,11 x 10-31 Kg.

3 cm 14.- En los vértices del rectángulo de la figura, se colocan las cargas q1 = 2 x 10-6 C; q2 = 4 x 10-6 C y q3 = -5 x 10-6 C.

q2

q3

2 cm A

a) ¿Cuál es el potencial eléctrico en los puntos A y B? b) ¿Qué trabajo es necesario realizar para mover una q1 carga de -3 x 10-6 C desde A hasta B? c) Determine la energía potencial de esta distribución de cargas.

B

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15.- El campo eléctrico en una cierta región que incluye el punto P es 5 x 10 3 N/C dirigido verticalmente hacia arriba. El potencial en el punto P es de 200 V. Calcular el potencial en otros puntos localizados como sigue: a) 3 mm encima de P b) 4 mm por debajo de P c) 2 mm a la derecha de P d) ¿Qué supuestos ha hecho para responder estas preguntas?.

16.- La figura 3 muestra un par de placas metálicas cargadas. El punto A está a 1 cm de la placa inferior, los puntos B y C están a 2 cm. de la placa inferior y distan entre sí 3 cm. La distancia entre las placas es de 3 cm.

-100 V xB

xC

xA

+500 V a) ¿Cuál es la magnitud y dirección del campo eléctrico entre las placas? Fig. 3 b) ¿Cuál es el potencial del punto A? c) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y B? ¿ y entre los puntos B y C? ¿ entre los puntos A y C?. d) ¿Cuánta energía puede ganar un deuterón al ser acelerado desde la placa positiva a la negativa? e) Si las placas se conectan a los 220V de una red domiciliaria de corriente continua, ¿cuál sería la diferencia de potencial entre A y B?

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