GUIA5TO_FISICA

TRANSCRITO POR JOSÉ ALCALA

EJERCICIOS DE LEY DE COULOMB. TOMADOS DEL TEXTO: TEORÍA Y PRACTICA DE FÍSICA 5to AÑO DE ELI BRETT Y WILLIAM SUAREZ 2009

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DOS CARGAS 1. Dos cargas puntuales iguales distan entre si 20cm, atrayéndose con una fuerza de 2N. Calcule el valor de las cargas. 2. Calcular la separación que deben tener dos protones para que la fuerza electrostática entre ambos se iguale al peso del protón. 3. Dos cargas eléctricas son tales que una de ellas es la tercera parte de la otra. Cuando se les separa 3cm se repelen con una fuerza igual a 1,5x10 –2N. Calcular la fuerza de repulsión cuando la distancia de separación se reduce a la mitad. 4. Dos cargas eléctricas de 1µC se repelen entre sí con una fuerza electrostática de 3,6N. Calcular la fuerza repulsiva entre ellas si su separación se reduce a una cuarta parte del valor inicial. 5. Dos cargas eléctricas, iguales en magnitud y signo, se repelen con una fuerza de 1500N cuando están separadas 60cm. Calcular la separación que debe hacerse a las cargas, con respecto a la posición anterior, para que la fuerza se reduzca a la tercera parte. 6. En un átomo de hidrógeno el electrón y el protón están separados aproximadamente 5,3x10–11m. Calcular la fuerza electrostática que se ejercen entre sí. 7. Calcular la separación que debe existir entre dos electrones para que su fuerza eléctrica repulsiva sea igual a su peso sobre la superficie de la Tierra. La masa y la carga del electrón son respectivamente 9,1x10–31Kg y 1,6x10–19C. 8. Dos cargas eléctricas puntuales se encuentran separadas una distancia de 0,04m, repeliéndose con una fuerza de 0,0027N. Si la distancia entre ellas aumenta a 0,12m, calcular: (a) Las veces que se incrementó la distancia entre las cargas (b) Las veces que la fuerza entre las cargas disminuyó o aumentó (c) El nuevo valor de la fuerza de repulsión entre las cargas. TRES CARGAS COLINEALES: 9. En la siguiente figura se muestran tres cargas eléctricas q 1=14nC, q2=26nC y una tercera carga q3=21nC. (a) Haz el vector representativo de la fuerza que q1 ejerce sobre q2 y calcula la magnitud de dicha fuerza. (b) Haz el vector representativo de la fuerza que q 3 ejerce sobre q2 y calcula la magnitud de dicha fuerza (c) Calcula la fuerza neta (resultante) sobre q2 (d) Si las cargas q1 y q3 se suponen ahora negativas, calcula la magnitud de la fuerza neta que actúa sobre q3 por efecto de q1 y q2.

10. Se tienen tres cargas eléctricas positivas y de la misma magnitud A, B y C ubicadas sobre una misma recta, estando B ubicada entre A y C. Las cargas A y B distan entre sí 2m, y las cargas C y B distan entre sí 1,5m. Si la fuerza de repulsión que ejerce A sobre B es 5x10 –6N, calcular (a) la fuerza eléctrica que ejerce C sobre B (b) La fuerza resultante (neta) sobre la carga B.

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11. Dos cargas eléctricas de +3x10–4C y de +8x10–5C están separadas 1m sobre una recta. Calcular el punto, sobre la recta que las une, donde la fuerza resultante ejercida sobre una tercera carga positiva es nula. 12. Una carga de 1,3µC se coloca sobre el eje “X”, en x=–0,5m, otra carga de 3,2µC se coloca sobre el eje “X” en x=1,5m y una tercera carga de 2,5µC se coloca en el origen. Si todas las cargas se suponen positivas, calcular la fuerza resultante que actúa sobre la carga de 2,5µC. 13. Dos cargas eléctricas q1=+3x10–5C y q2 desconocida están separadas entre sí 8cm. Una tercera carga q3=+5x10–8C está sobre la misma recta de las anteriores y 4cm a la derecha de q 2. Si la fuerza resultante sobre ésta por efecto de las otras dos es 6562,5N, calcular la magnitud de q2. 14. Dos cargas eléctricas q1=1,8x10–6C y q2=–2x10–7C están separadas por una distancia de 2cm. Calcular el punto donde debe ser colocada una carga q3 para que quede en equilibrio. CARGAS NO COLINEALES: 15. Determina la fuerza que ejercen dos cargas q1=+6x10–9C y q3=+3x10–8C sobre una tercera carga q2=– 6x10–10C cuando están ubicadas como se muestra en la figura.

16. Tres cargas idénticas puntuales, cada una de magnitud q, se localizan sobre los vértices de un triángulo isósceles de 6cm de base con su altura orientada verticalmente y de longitud 4cm. Si la fuerza eléctrica resultante ejercida sobre la carga localizada en el vértice superior del triángulo tiene una magnitud de 0,5N, calcular: (a) La magnitud de la carga (b) La magnitud de la fuerza resultante ejercida sobre la carga localizada en el vértice superior si la carga del vértice inferior izquierdo se reemplaza por –q. 17. Una carga puntual q1=–4,3µC se ubica sobre el eje “Y” en y=0,18m. En el origen se ubica otra carga q2=1,6µC y una tercera carga q3=3,7µC se coloca sobre el eje “X” en el punto x=–0,18m. Calcular la fuerza resultante sobre la carga q1. 18. Los ángulos de la base de un triángulo isósceles miden 30° y la longitud de la misma 3m. En el vértice inferior izquierdo se ubica una carga de +4µC, en el vértice inferior derecho una carga de +2µC y en el vértice superior una carga de –3µC. Calcular la fuerza electrostática resultante sobre cada una de las cargas. 19. Cuatro cargas puntuales idénticas q=+10µC se ubican en las cuatro esquinas de un rectángulo que tiene 60cm de largo y 15cm de ancho. Calcular la magnitud y la dirección de la fuerza electrostática resultante ejercida sobre la carga ubicada en el vértice inferior izquierdo.

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20. Se ubican cargas eléctricas de 0,5µC en los vértices de un cuadrado de lado 5cm y en el vértice inferior derecho una carga eléctrica de –0,4µC. Calcular (a) la magnitud de la fuerza resultante sobre la carga del vértice inferior derecho por efecto de las otras tres (b) la magnitud de la fuerza resultante sobre la carga del vértice superior izquierdo.