Unidad1_juancedeño_campo-electrotastico-1.docx

UNIDAD 1

PRESENTADO POR: Juan Daniel Cedeño Polania

PRESENTADO A: Omar Leonardo Leyton Tutor:

Grupo Colaborativo: 58

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DSITANCIA UNAD

07/03/19

Ejercicio 1d Campo electrostático Se tienen dos cargas 𝒒𝟏 y 𝒒𝟐 sobre las cuales se ejerce una fuerza de repulsión F ¿Cuál es la distancia de separación?

𝑞1 = (6.2 + 𝐴)𝐶, 𝑞2 = (4.3 + 𝐴)𝐶 , 𝐹 = (11 + 𝐴)𝐾𝑁

Nota: Remplace la letra A por los dos últimos dígitos del código (cedula), realice la suma propuesta en cada paréntesis y resuelva el ejercicio 1 con los resultados de cada una de esas sumas. Comenzamos con reemplazar la letra A: 𝑞1 = (6.2 + 40)𝐶, 𝑞2 = (4.3 + 40)𝐶 , 𝐹 = (11 + 40)𝐾𝑁

𝑞1 = 46.2𝐶, 𝑞2 = 44.3𝐶 , 𝐹 = 51𝐾𝑁 𝑞1 = 46.2 ∗ 10−6 𝐶, 𝑞2 = 44.3 ∗ 10−6 𝐶 , 𝐹 = 51𝐾𝑁

Para el desarrollo del ejercicio utilizamos la ley de coulomb con su respectiva formula: 𝐹=𝐾

𝑞1 ∗ 𝑞2 𝑟2

Donde sabemos que la constante de proporcionalidad 𝐾 = 9 ∗ 109

𝑁𝑚2 𝑐2

Como nos piden hallar la distancia de separación, despejamos:

𝑟2 = 𝐾

𝑟=

√

(9 ∗ 109

𝑞1 ∗ 𝑞2 𝐹

𝑁𝑚2 ) ∗ (46.2 ∗ 10−6 𝐶) ∗ (44.3 ∗ 10−6 𝐶) 𝑐2 51𝐾𝑁

18.41 𝑚2 𝑟=√ 51

𝑟 = √0.36 𝑚2

𝑟 = 0.60𝑚

Ejercicio 2d Campo eléctrico

En un campo eléctrico uniforme, se hace girar una espira de diámetro D, hasta encontrar la posición en la cual exista el máximo flujo eléctrico. El flujo en esta posición tiene Un valor de ø𝑬 . ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico? Nota: Remplace la letra A por los dos últimos dígitos del código (cedula), realice la suma propuesta en cada paréntesis y resuelva el ejercicio 2 con los resultados de cada una de esas sumas.

𝑚2 C 𝑚2 5 𝐷 = (43 + 40)𝑐𝑚 , ø𝐸 = (8.21 + 40) ∗ 10 N C 𝐷 = (43 + 𝐴)𝑐𝑚 , ø𝐸 = (8.21 + A) ∗ 105 N

𝐷 = 83𝑐𝑚 , ø𝐸 = 48.21 ∗ 105 N

𝑚2 C

θ=E∗A A=π∗

𝑑2 4

8.32 A = 3.1416 ∗ = 54.1 𝑚2 4 E = θ⁄𝐴

E=

4.82 ∗ 105 𝑁 54.1 𝑚2

𝑚2 𝑐 = 𝟖. 𝟗𝟎𝑵/𝒄

Ejercicio 3d Potencial eléctrico

𝑉 = (135𝑉 + 𝐴) 𝑉 = (135𝑉 + 40) 𝑉 = 175𝑉

a) Calcule la rapidez de un protón que se acelera desde el reposo a causa de una diferencia de potencial V. ∆𝑽 = 𝟏𝟕𝟓 𝑽, 𝒒𝒑+ = 𝟏. 𝟔𝟎𝒙𝟏𝟎−𝟏𝟗 𝑪,

𝒎𝒑+ = 𝟏. 𝟔𝟕𝟑𝒙𝟏𝟎−𝟐𝟕 𝑲𝒈

Para la conservación de energía −∆𝑈 = ∆𝐸𝐾 ∆𝑽 =

∆𝑈 ∆𝐸𝐾 1 2 = → ∆𝑉 𝑥 𝑞𝑝+ = 𝑚𝑝+ ∗ 𝑣𝑝+ 𝑞𝑝+ 𝑞𝑝+ 2

𝑽𝒑+ = √

2 ∗ ∆𝑉 ∗ 𝑞𝑝+ 𝑚𝑝+

𝑽𝒑+ = √

2 ∗ (175) ∗ (1.60𝑥10−19 𝐶) = 𝟏. 𝟖𝟐 ∗ 𝟏𝟎−𝟐𝟐 𝒎⁄𝒔 1.673𝑥10−27 𝐾𝑔

b) Calcule la rapidez de un electrón que se acelera desde el reposo a causa de la misma diferencia de potencial V.

𝒒𝒆+ = −𝟏. 𝟔𝟎𝒙𝟏𝟎−𝟏𝟗 𝑪, 𝒎𝒆 = 𝟗, 𝟏𝟏𝒙𝟏𝟎−𝟑𝟏 𝑲𝒈 Para la conservación de energía −∆𝑈 = ∆𝐸𝐾 ∆𝑽 =

∆𝑈 ∆𝐸𝐾 1 2 = → ∆𝑉 𝑥 𝑞𝑒− = 𝑚𝑒 ∗ 𝑣𝑒− 𝑞𝑒− 𝑞𝑒− 2 2 ∗ ∆𝑉 ∗ 𝑞𝑒− 𝑽𝒆− = √ 𝑚𝑒−

2 ∗ (175) ∗ (−1.60𝑥10−19 𝐶) 𝑽𝒆− = √ = −𝟕. 𝟖𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟐𝟓 𝒎⁄𝒔 9.11𝑥10−31 𝐾𝑔

Ejercicio 4d

¿Cuánta carga existe en cada una de las placas de un capacitor q que está conectado a una batería 𝑽𝟏 ?

𝑞 = (8.3 + 𝐴)𝑢𝐹, 𝑉1 = (15 + 𝐴)𝑉 , 𝑉2 = (3.5 + 𝐴)𝑉 𝑞 = (8.3 + 40)𝑢𝐹, 𝑉1 = (15 + 40)𝑉 , 𝑉2 = (3.5 + 40)𝑉 𝑞 = 48.3𝑢𝐹, 𝑉1 = 55𝑉 , 𝑉2 = 43.5𝑉

𝑐=

q v

q = c ∗ 𝑣1 q = 48.3uF ∗ 55 v 𝒒 = 𝟐𝟔𝟓𝟔𝟓 = 𝟐, 𝟔𝟓 × 𝟏𝟎−𝟑 𝒄

b) ¿Si este mismo capacitor estuviera conectado a una batería de 𝑽𝟐 , ¿cuál sería la carga almacenada? 𝑐=

q v

q = c ∗ 𝑣2 q = 48.3uF ∗ 43.5 v 𝒒 = 𝟐, 𝟏𝟎 × 𝟏𝟎−𝟑 𝒄

Nota: Remplace la letra A por los dos últimos dígitos del código (cedula), realice la suma propuesta en cada paréntesis y resuelva el ejercicio 4 con los resultados de cada una de esas sumas. Ejercicio 5: Corriente y resistencia. Ejercicio d: Una resistencia de 100 Ω se conecta a una batería de 10 V. Dibuje el esquema del circuito y calcule la intensidad de corriente que circula por el mismo.

𝐼𝑇 = 𝐼𝑇 =

𝑉𝑇 𝑅𝑇

10𝑉 = 100𝑚𝐴 100𝑜ℎ𝑚

Link del video: https://www.youtube.com/watch?v=pNK8oHIElmQ&t=26s