Física II Semestre 2012-2 SERIE 1 DE PROBLEMAS *
(a entregar en la fecha de la 1era. Evaluación)
* NOTA: Resolución individual o en equipos de 2 personas.
GRM-21feb2012 pág. 1 de 4
Ley de Coulomb
1.- Un electrón libre y un protón libre se colocan cada uno en campos eléctricos idénticos. Compare las
fuerzas eléctricas en las dos partículas y compare sus aceleraciones.
R1= Las fuerzas son de igual magnitud y direcciones opuestas (use Ley de Coulomb
para cada partícula con carga).
R2 = Considerando que las masas son mp = 1.673x10-17 kg y me = 9.11x10-27 kg,
entonces la aceleración (F = ma) del electrón será aprox. 2000 veces mayor que la
del protón.
2.- Imagine dos cargas puntuales idénticas, separadas una distancia d. ¿En qué punto (distinto de
infinito), una tercera carga de prueba experimentará una fuerza neta nula.
R= considerando nuevamente Ley de Coulomb, para cada carga, como la fuerza en
la 3era carga es nula, entonces se cumple que: q3 /r322 = q3 / r132, por lo que la
distancias serán iguales y q3 estará en el punto medio.
Campo eléctrico
3.- Un avión sobrevuela a través de una nube de tormenta a una altura de 2000 m (lo cual es una acción
muy peligrosa debido a las turbulencias y posibilidad de descarga eléctrica). Si una concentración de
carga de +40 C se encuentra por encima del avión a una altura de 3000 m dentro de la nube, y una
concentración de carga de -40C está a una altura de 1000 m, ¿cuál es la magnitud y dirección del campo
eléctrico que experimenta la aeronave?
R= las concentraciones de carga se consideran como cargas puntuales y generan las
dos campos eléctricos sobre la aeronave apuntando hacia abajo (-^j). La suma
vectorial de ambos campos da Etotal = 7.2x105 N/C
4.- Una carga Q está distribuida uniformemente a
lo largo del eje x desde x1 = - ½ L a x2 = +½ L, tal
como se ve en la figura. La densidad de carga
lineal es =Q/L. Se quiere determinar el campo
eléctrico producido por esta carga lineal en un
punto P sobre el eje x, en x = xp, donde xp < L.
Encuentre el módulo del campo total E mediante
la integración sobre la línea de carga en el sentido
creciente de x desde x1 = - ½ L hasta x2 = +½ L
Sugerencia: cambio de variable u = xp – x (con lo que du = - dx). El cambio de
variable cuando x= - ½ L u = xp+1/2 L: cuando x = +1/2L u = xp - ½ L
