Guia Primer Parcial 1

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniera Mecánica Eléctrica.  Academia de Física Electromagnetismo Guía Primer Departamental

Grupo:

Fec!a de entrega: "# Septiem$re %"#&

'esponda las siguientes preguntas( lo mas conciso posi$le: #. )*am$ia la +uer,a eléctrica eléctrica -ue una carga eerce so$re so$re otra si se se les apro/iman apro/iman otras otras cargas0 '1 Si cam$ia( por-ue la +uer,a neta -ue se eerce so$re la carga !ace -ue se modi+i-ue la +uer,a resultante %. 2n ele elect ctr3 r3n n 4ca 4carga rga e5 gira alrededor de un n6cleo de !elio 4carga 7%e5 en un átomo de !elio. )8ué partícula eerce la +uer,a ma9or so$re la otra0 '1 . )Por -ué -ué los e/perimento e/perimentos s de electrostátic electrostática a no +uncionan +uncionan $ien en los días días !6medos0 !6medos0 '1 Por-ue las colisiones colisiones con las moléculas de ;apor de agua pueden !acer !acer -ue lentamente se pierda la carga de los modelos 9 aparatos del la$oratorio. <. El cuan cuanto to de carg carga a es es de #.&"% #.&"% / #" '1 Es de =.#"= > #"?# @g

-19

* 4carga de un electr3n5. )E/iste un correspondiente cuanto de masa0

. )*3mo )*3mo sa$emos sa$emos -ue las +uer,as +uer,as electrostá electrostática ticas s no son la causa causa de la atracci3 atracci3n n gra;itatori gra;itatoria( a( por  eemplo entre la Bierra 9 la Cuna0 '1 Por-ue las +uer,as electrostáticas son de atracci3n 9 repulsi3n( 9 tierra ? luna solo se atraen. &. 2na carga carga puntual puntual se está mo;iendo mo;iendo en un un campo eléctrico en ángulo recto recto con las líneas líneas de +uer,a. )Act6a alguna +uer,a so$re ella0 '1 Si. Ca +uer,a seguirá la direcci3n del campo. . Dos Dos carg cargas as punt puntua uale les s de magn magnit itud ud 9 sign signo o desc descon onoc ocid idos os está están n situ situad adas as a una una dist distan anci cia a d de separaci3n. separaci3n. El campo eléctrico es cero en un punto entre ellas( so$re la línea -ue las une. )8ué puede concluirse acerca de las cargas0 '1 Puede decirse -ue am$as cargas puntuales son opuestas( es decir una negati;a 9 otra positi;i;a por-ue de lo contrario si am$as tu;iesen igual carga no e/istiría ningun punto en el cual el campo electirico +uese cero . Dos cargas cargas puntuales puntuales de signo 9 magnitud magnitud desconoci desconocidos dos están +ias a una una distancia distancia d de separaci3n. )Podemos tener E 1 " en puntos +uera del ee 4e/clu9endo el in+nito50 E/pli-ue. '1 =. Cas linea lineas s de campo campo nunca nunca se cru,an. cru,an. )Por )Por -ué0 -ué0 '1 Por-ue si se cortaran !a$ría dos ;alores di+erentes del campo eléctrico en el mismo punto del espacio 9 una carga colocada en ese punto soportaría al mismo tiempo dos +uer,as di+erentes9 no puede !a$er un campo eléctrico con dos direcciones distintas en un mismo punto #". En el plano medio de un dipolo eléctrico( )es el campo eléctrico eléctrico paralelo o antiparalelo al momento dipolar eléctrico p 

'1 Es el Antiparalelo.

'esol;er con luo de detalle( las siguientes pro$lemas:

#. )*uál de$e ser la distancia entre la carga puntual -1 1 %& . * 9 la carga puntual -2  1 < .# * con o$eto de -ue la +uer,a eléctrica de atracci3n entre ellas tenga una magnitud de .&& N. %. Dos cargas positi;as de <.# * cada una( 9 una carga negati;a( de ?&.& *( están as en los ;értices de un tríangulo e-uilátero de #." cm de lado. *alcule la +uer,a eléctrica so$re la carga negati;a. . 2n cu$o de arista a porta una carga puntual - en cada es-uina. Demuestre -ue la +uer,a eléctrica resultante so$re cual-uiera de las cargas está dada por  ":%&%-

F1

2 

2 

0 a

dirigida a lo largo de la diagonal del cu$o !acía a+uera del mismo.

7 

<. *uántos electrones tendrían -ue ser retirados de una moneda para dearla con una carga de 7#.# #" *

. Dos diminutas $olas semeantes de masa m están colgando de !ilos de seda de longitud C  9 portan cargas iguales - como en la gura. Suponga -ue es tan pe-ueo -ue tan4 5 puede ser reempla,ado por  su igual apro/imado( sin4 5. 4a5 Para esta apr/imaci3n demuestre -ue( para el e-uili$rio( 1 3 

-2 C 1 /1

%

0 mg

en donde / es la separaci3n entre las $olas. 4$5 Si C 1 #%%cm( m 1 ##.%gr  9 / 1 <."cm( cuál es el ;alor de -0

27 

&. 2na partícula al+a( el n6cleo de un átomo de !elio( tiene una masa de &:&< #" @g 9 una carga de 7%e. *uáles son la magnitud 9 la direcci3n del campo eléctrico -ue e-uili$rara a su peso0 . Ca carátula de un relo tiene cargas puntuales negati;as -( %-( -( . . . ( #%- as en las posiciones de los n6meros correspondientes. Cas manecillas del relo no pertur$an al campo. En -ué momento la manecilla de las !oras apunta en la misma direcci3n -ue el campo eléctrico en el centro de la carátula0 . 2na ;arilla no conductora de longitud nita C contiene una carga total -( distri$uida uni+ormemente a lo largo de ella. Demuestre -ue E en el punto P so$re la $isectri, perpendicular está dado por  E1

# 112 

% 0 9 4C2  7 <92 5

=. A -ué distancia a lo largo del ee de un anillo cargado de radio '  es má/ima la intensidad del campo eléctrico0. #". 2na $arra aislante de longitud C tiene carga - distri$uida uni+ormemente a lo largo de su longitud. 4a5 *uál es la densidad de carga lineal de la $arra0 4$5 *alcule el campo eléctrico en el punto P a una distancia a del e/tremo de la $arra.

% de Agosto de %"#&

Pro+r.: M. en *. Pa$lo Arturo 'odrígue, G.