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• Rodrigo Terrazas

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Ingeniería Civil - UATF FIS-200 Práctica 01- Ley de Coulomb

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l. ¿Cuáles la magnitud de la fuerza eléctrica de atracción entre un núcleo de hierro ( r¡

más interno si la distancia entre ellos es 1.5 x

10- 12

= +26P) y su electrón

m?

2. l Cuál es la magnitud de la fuerza que una carga de +25 1,.C ejerce sobre otra carga de +2.5 mC que se encuentra a 28 cm? 3. Cuando un objeto tal como un peine de plástico se carga por frotación con un paño, la carga neta es

t ípicame~te de algunos microcoulombios. ¿Si la carga es 3.0 µC, en qué porce ntaje la masa de un peine de 35 g cambia durante la carga?

4. Dos esferas de 1.0 g están igualmente cargadas y colocadas a 2.0 cm de separación. Cuando se libera, comienzan a acelerar a 150 m/s 2 . ¿Cuál es la magnitud de la carga de cada esfera? 5. Dos partículas cargadas positivamente q1 y q2

=

3q1 están separados a 10.0 cm de dista ncia en el eje x .

Donde (que no sea en el infinito) podría ser colocado una tercera carga q3 tal que no experimente nin guna fuerza neta ?

6. Dos esferas cargadas están separadas por 8.45 cm. Ellos se mueven , y la fuerza en cada una de ellas se

encuentra que ha sido triplicada. ¿A qué distancia están ahora? 7. Una carga puntual positiva Q está situado en :r.: = +a y una carga puntual negativa - Q esta en x = - a. Una carga positiva q se puede colocar en cualquier lugar en el eje y. Encontrar una expresión para (Fnda)x , la componente .r. de la fuerza neta sobre r¡.

8. Dos cargas, -Q 0 y - 4Q 0 , están separadas una distancia l. Estas dos cargas son libres de moverse, pero no lo hacen porque -hay una tercera carg-a cercana:- -¿ Cuál debe ser la magnitud de la tercera carga y su localización a fin de que las dos primeras estén en equil ibrio? 9. Se tiene cuatro cargas - q, + 2q, -q y +q0 , de las cuales tres están colocadas sobre la iínea de un cuarto de círculo de radio a como se muestra en la figura l. Calcular la fuerza resultante que actua sobre la carga

situada en el centro del semicírculo. 10. La figura 2 muestra tres cargas y la fu erza neta sobre la carga - q. La carga Q es algún múltiplo a de q.

¿Cuál es a ? 11. Dos cargas positivas +Q están rígidamente fijas al eje x, una en x = +d y la otra en x = -d. Una tercera carga +q de masa m, que está restringida a moverse soio a io iargo dei eje x, se despiaza dei origen por una pequeña distancia s « d y entonces se libera del reposo. (a) Mostrar que (para una buena aproximación) +q ejecutara un movimiento harmónico simple y determine una expresión para su periodo de oscilación T . (b) Si estas tres cargas son cada uno por separado átomos de sodio ionizados ( q = Q = +e) en un espaciamiento de equilibrio d = 3 x 10- 10 m típico del espaciamiento atómico en un sólido, encontrar T en picosegundos. 12. Dos partículas de igual masa m, están suspendidas por cu_erdas de longitud l de puntos separados por una distancia d como se muestra en la figura 3. Calcule la magnitud de cada carga si la distancia horizontal que separa las partículas es r . 13. En la figura 4 se muestran tres cargas puntuales idénticas, cada una de masa rn y carga q, que cuelgan de tres cuerdas. Determine el valor de q en términos de m, l y O. 14. Tres bolas de 3.0 g se atan a hilos de 80 cm de largo y se cuelgan de un único punto fijo . Cada una de las bolas tiene la misma carga q. En el equilibrio, las tres bolas form an un triángulo equilátero en el plano horizontal con 20 cm de lado. ¡ Qué valor tiene a?

qo 1 1

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2L

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Figura 2 Figura 1

Figura 4

Figura 3

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Figura 5

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Figura 7

Figura 6

15. La carga por unidad de longitud en la vari lla delgada que se muestra en la Figura 5 es >.. ¿Cuál es la fuerz~ i::,.lbrt-r;,--:i, c:Ahr-c. 1~ r-:iir-n-~ n.11nh •a• ? º ºS" º I"-,. ~ ,--1-o ..,.,.,....1... 1.,, ........... ,.. ............ ~~,:,, ......... ,.l ...........;,..,....,.._.,..,.._ 1- .c. ,,, _ __ "''~ -~-=-L . . ,~~--·. . . . ..,'V...,,"' .............. 5'-' ':JÜ; '# 0 1-'' V Ul 'C I 1 10 \.,VI l.::>IU'-,I 01 IUV ..,. 1111,;;::1 V 10 1 UC::I """ª C::IC::I....LI 11....a UJ. ' en q0 debido a un pequeño segmento dx de la varilla, que contiene la carga dq = >.dx . Luego, encuentre la fuerza neta al integrar r1 P a lo largo de la barra. J--'UI ........

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16. La carga por unidad de longitud en la varilla delgada que se muestra en la Figura 6 es >.. ¿Cuál es la fuerza eléctrica en la carga puntual q0 ? 17. La carga por unidad de longitud en el cable semicircular delgado que se muestra en la Figura 7 es >.. ¿Cuál es la fuerza eléctrica en la carga puntual q0 ?