Física III

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Universidad Tecnológica Centroamericana Guía de Trabajo de Cargas

Física para Ingeniería INSTRUCCIONES: A continuación se le presentan una serie de problemas, léalos cuidadosamente, resuélvalos en forma clara y ordenada en hojas blancas tamaño carta para entregar.

1._ Determine el punto ( distinto del infinito ) en el cual el campo eléctrico es cero:

���: 1.82 � �� � ������� �� �� ����� ��������.

2._Cuatro cargas puntuales están en las esquinas de un cuadrado de lado a, como se muestra en la figura. Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico en la posición de la carga q.

���: �� � 5.91 ����� , � 58.8°

3._Las tres cargas se muestran en la figura están en los vértices de un triángulo isósceles .

Si q = , calcule el potencial eléctrico en le punto medio de la base.

���: ! 7.8 # 10 % &

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4._Dos cargas puntuales positivas iguales q se mantienen separadas por una distancia fija 2a. Una carga puntual de prueba se localiza en un plano que es normal a la línea que une a estas cargas y a la mitad entre ellas. Determine el radio R del círculo en este plano para el cual la fuerza sobre la partícula de prueba tiene un valor máximo.

���: � � �√2

5._Un cubo de arista porta una carga puntual q en cada esquina . Encuentre la fuerza eléctrica resultante sobre cualquiera de las cargas dirigida a lo largo de la diagonal del

cubo hacia fuera del mismo. ( �� � )*+,- .

6._Tres cargas se encuentran ubicadas en las esquinas de un triángulo equilátero de lado l como lo muestra la figura. Encontrar el potencial en el punto medio del lado comprendido entre las cargas – Q y -3Q.

���: & � /012� 3

√36 ! 26

Rta: :

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7. Dos diminutas bolas semejantes de masa m están colgando de hilos de seda de longitud L y portan cargas iguales q como en la figura. Suponga que θ es tan pequeño que tanθ puede ser reemplazado por su igual aproximado senθ. a) Para esta aproximación demuestre que, para el equilibrio,

# � 7 ��82092�:

)%

en donde x es la separación entre las bolas. (b) Si L = 122 cm, m = 11.2 g, y x = 4.70 cm, ¿ cuál es el valor de q ? 8._Una esfera está envuelta en un plástico aislante y suspendida de un resorte vertical ( con constante k = 126 N/m ). La esfera tiene una masa de 0.650 kg y su centro esta a una altura de 15 cm respecto a la mesa. La esfera se tira hacia abajo 5 cm de su posición de equilibrio, se deposita en ella una carga de – 3.0 x 10-6 C y entonces es liberada. Usando tus conocimientos de MAS, escribe una expresión para el campo eléctrico en función del tiempo generado por la esfera en el punto P ubicado sobre la mesa.

� � 1 # 10; (3.00 ! cos(13.9.�.� ?/A

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9._Una esfera de corcho cargada cuya masa es de 1.00 g ésta suspendida en un cordel fino en presencia de un campo eléctrico uniforme . Cuando el campo eléctrico tiene

componentes de , la esfera está en equilibrio cuando θ = 37°. Determine :

a) La carga de la esfera b) La tensión del cordel

Rta: a) b)

10._ Se colocan cargas en diferentes partes de un rectángulo, con a = 39.0 cm y los

valores de las cargas q1 = 3.40 pC y q2 = 6.00 pC. ¿ Cuál es el potencial eléctrico en el centro del rectángulo?