Tarea 6 Álgebra Superior

Nombre de la materia Física Nombre de la Licenciatura Ingeniería en Sistemas Computacionales Nombre del alumno Arturo Sánchez Hernández Matrícula 10040 Nombre de la Tarea Resolución de problemas: Magnetismo y electricidad

Unidad # 5 Nombre del Tutor Erick Antonio Santiago Martínez Fecha 04/26/2014

Ley de Coulomb

Unidad 5. Electricidad Física, Tarea 6 1) Dos cargas puntuales iguales y positivas están localizadas en x = 0, y = 0.4 m y en x = 0, y = -0.4 m, respectivamente. Determina: ¿Cuál es la magnitud y la dirección de la fuerza eléctrica total (neta) que estas dos cargas ejercen sobre una tercera carga puntual, con Q = 5.0 en x = 0.5 m, y = 0? Y

𝑞

𝜇𝐶

Notas:

+



𝑚

𝑚

Q= 5.0 𝜇𝐶 𝜃

+

𝑚

X

𝜃

𝑚

𝐹

𝑚

+

𝑞

 

𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑄

𝜇𝐶

Ley de Coulomb para fuerza entre cargas puntuales. (

( )(

)

)

Entonces. (

)

(

)

[( )(

)

Substituyendo. (

)

(

)

(( )( ][

Luego, analizando las componentes. En (

)

[

]

)

[

]

En Y (

) (

)(( )( )

)

)

]

Debemos calcular las fuerzas que cada carga ejerce sobre Q y después obtener la suma vectorial de las fuerzas. Las cargas no son colineales. La forma de Calcular las fuerzas que q1 y q2 ejercen sobre Q consiste en unir sus componentes.

Unidad 5. Electricidad Física, Tarea 6 Ley de Gauss 2) Consideremos una esfera hueca de pared delgada y radio de 0.3 m que tiene una cantidad desconocida de carga uniformemente distribuida en su superficie. El campo eléctrico apunta directamente hacia el centro de la esfera con una magnitud de ⁄ , a una distancia de 0.4 m desde el centro de la esfera. A) ¿Cuánta carga hay en la esfera? Partiendo de la Ley de Gauss. ∮ Considerando que la Superficie Gaussiana es una esfera. ( Entonces: (

) ( (

( ) ( )

)

) ) [(

[( [( (

[( )(

)( )

)

)

( ) )(

)

( ) ]

) ] ]

(

)

Unidad 5. Electricidad Física, Tarea 6 Ley de Ohm 3) En un calentador eléctrico existe una diferencia de potencial, entre sus terminales, de 100 V cuando la corriente es de 6.5 A. Si requerimos conocer la corriente cuando la tensión (voltaje) aumenta a 125 V. Nota: para los incisos B y C considera un tiempo igual a 1 hora. Fórmulas necesarias: A) ¿Cuál es el valor de tal corriente? Datos.

De la ley de Ohm.

B) ¿Cuánto calor genera en Joules el calentador eléctrico, inicialmente? Datos.

De las fórmulas. ( (

) (

) )(

)

C) ¿Cuánto calor genera en Joules el calentador eléctrico, con el aumento de tensión (a 125 V)? Datos

De las fórmulas. ( (

) (

) )(

)