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Asignatura: Fisica II, Profesor: , Carrera: Química, Universidad: UV
Tipo: Ejercicios
1 / 30
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FÍsica II
Campo eléctrico
Serie triboeléctricaExtremo + de la serie Amianto
El^
rozamiento
produce
transferencia
de
electrones
desde
los
materiales
de
la
VidrioNailonLanaPlomoSeda
desde
los
materiales
de
la
zona
superior
a^
los^
de^
la
zona inferior.
Vidrio frotado con seda + vidrio
f^ t d
d^
Vidrio frotado con seda + Plástico
AluminioPapelAlgodónAceroCaucho (goma) duro
Plástico
Vidrio
frotado con seda
Plástico frotado con piel + plástico
frotado con piel
frotado con piel
Caucho (goma) duroNíquel y cobreLatón y plataGoma sintéticaFibra acrílicaPlá^
i^
fl^
ibl
Plástico flexiblePolietilenoTeflónGoma de silicona Extremo - de la serie
Benjamín Franklin
FÍsica II
Campo eléctrico
Benjamín
Franklin (1706-1790)
Conservación de la carga
0
^
^
(^)
Frotando objetos
Una carga de 50 nC puede producirse en el laboratorio simplemente frotando entre sí dos objetos. ¿Cuántos electronesse transfieren para producir esta carga? FÍsica II
Campo eléctrico
3
12
3 6 3
4
(^
)^
(0.0001)
4 10
3
(^
)^ 2400 200 10
4.8 10
Vol grano arena
m
Vol playa
m
^
^
^
^
^
^
^
18 5
(^
)
(^
)
(^
/^
)^
10
(^
)
2 200
200
10
p^ y
Vol playa
Num granos
playa
Vol grano arena
Num playas Mundo
Num playas España x paises
x ^
^
2400 m2400 m
2.200^23
200
10
(^
)^10
x
Num granos tierra
200 m200 m
Carga eléctrica
g
Si se conecta la esfera a un conductor muygrande, como la tierra, los electrones del sueloneutralizan la carga positiva.
La carga negativa permanece si el cablese desconecta antes de separar la barra.
Al^
quitar
la
barra,
la
esfera
queda
cargada
negativamente y uniformemente.
FÍsica II
Campo eléctrico
Dos esferas conductoras idénticas, una de carga inicial +Q y otra inicialmente descargada, se ponen encontacto. a) ¿Cuál es la nueva carga de cada esfera? b) Mientras las esferas están en contacto, una barra cargadanegativamente se aproxima a una de ellas de tal modo que esta última pasa a tener una carga +2Q. ¿Cuál es lacarga sobre la otra esfera?Dos esferas idénticas se cargan por inducción y después se separan; la esfera 1 tiene la carga +Q y la esfera 2 lacarga –Q. Una tercera esfera idéntica está inicialmente descargada. Si la esfera 3 toca a la esfera 1 y luego sesepara y después toca la esfera 2 y se separa de nuevo, ¿cuál es la carga final sobre cada una de las tres esferas?FÍsica II
Campo eléctrico
ˆ
q q k F
r
2
k^
r
F
r^
9
2
Fuerza que q
ejerce sobre q 1
2
1 0 4 k
Permitividad del vacío
2 12
0
2
FÍsica II
Campo eléctrico
Ley de Coulomb
y
En el átomo de hidrógeno (sistema ligado protón-electrón) el electrón está separado del protón por unadistancia media de 0,
Ǻ. ¿Cuál es el módulo de la fuerza electrostática ejercida por el protón sobre el ,^
¿^
j^
p^
p
electrón? Compárese con la fuerza de atracción gravitatoria entre ambos.
Encontrar la fuerza neta sobre q
=+20 nC debido a las cargas q 0
=+25 nC y q 1
=-10 nC en el intervalo 2m<x< 2
∞
Encontrar la fuerza neta sobre q
+20 nC debido a las cargas q 0
+25 nC y q 1
2
10 nC en el intervalo 2m<x<
∞.
FÍsica II
Campo eléctrico
0
(^
/^
) N^
C
q ^
F E
Campo eléctrico en un punto
:
0
Campo eléctrico creado por la carga q
en un punto Pi^
:
, 2 ,
ˆ i
i^
i P q i P k
r E^
r
Carga de prueba
g^
p
En los cables domésticos
-2 10
En las ondas de radio
-1 10
En la atmósfera
210
Algunos campos eléctricos de la naturaleza (N/C)
2
ˆ i
P^
i P
i P q k
^
E^
E^
r
^
Campo creado por una distribución de cargas puntuales:
En la atmósfera
210
En la luz solar
310
Bajo una nubetormentosa
410
En la descarga de unrelámpago
4 10
,^
, 2 ,
P^
i P
i P
i^
i^
ri P
relámpago
10
En un tubo de rayos X
610
En el electrón de unátomo de hidrógeno
6x
11
En la superficie de unnúcleo de Uranio
6x
21
FÍsica II
Campo eléctrico
núcleo de Uranio
6x
Campo eléctrico
p
Campo eléctrico debido a dos cargas positivasUna carga positiva q
=+8 nC se encuentra en el origen y una segunda carga positiva q 1
=+12 nC 2
está sobre el eje X a la distancia a=4m a) Determinar el campo eléctrico resultante en los puntos Pestá sobre el eje X a la distancia a=4m. a) Determinar el campo eléctrico resultante en los puntos P
1
y P
; b) Determinar el campo eléctrico sobre el eje Y en y=3m2. FÍsica II
Campo eléctrico
Campo eléctrico
p
Hebras de hilo suspendidas en aceite orientadas por elcampo eléctrico creado por dos fuentes puntuales iguales
campo eléctrico creado por dos fuentes puntuales iguales.
FÍsica II
Campo eléctrico
Campo eléctrico
p
líneaslíneas
comienzancomienzan
enen
laslas
cargascargas
positivaspositivas
yy
terminanterminan en
en las
las negativas
negativas
líneas se
se dibujandibujan uniformemente
uniformemente espaciadas
espaciadas
Hebras de hilo suspendidas en aceite orientadas por elcampo eléctrico creado por dos fuentes puntuales dedistinto signo.
FÍsica II
Campo eléctrico
Campo eléctrico
p
Dipolo eléctrico
El^
momento dipolar eléctrico
p Sistema de dos cargas iguales y opuestas separadaspor una pequeña distancia
apunta de la carga negativa a lapositiva.
Momento dipolar eléctrico:
2 p^3
E^
k
x
FÍsica II
Campo eléctrico
Campo eléctrico
p
El campo eléctrico no ejerce fuerza neta, pero sí unpar que tiende a alinear el dipolo en la dirección delcampo
p E
Moléculas polares
Momento dipolar de la molécula de agua
Debye (1 D =3,
^10
-30^ C m)
FÍsica II
Campo eléctrico
Momento dipolar de la molécula de agua
