CICLO DE PROBLEMAS ELECTROMAGNETISMO
Enviado por Juan Mayo • 29 de Noviembre de 2017 • Trabajos • 1.010 Palabras (5 Páginas) • 972 Visitas
FASE 5: CICLO DE PROBLEMAS 1
ELECTROMAGNETISMO
201424_73
PRESENTADO A
TUTOR
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA
CEAD
OCTUBRE DE 2017
Problema #1
El premio Nobel Richard Feynman dijo en alguna ocasión que, si dos personas se colocaban a la distancia de sus brazos una de la otra y cada una de ellas tuviera 1% más electrones que protones, la fuerza de repulsión entre ambos sería suficiente para levantar un “peso” equivalente al de toda la Tierra. Efectúe un cálculo de magnitudes para sustentar esta afirmación.
Rta/= Supongamos que las dos personas pesan alrededor de 70kg, y está casi toda compuesta de agua, entonces cada persona contiene.
Dividimos la masa de la persona, entre la masa molar del agua, luego se multiplica por el número de Avogadro y por el número de protones por molécula.
[pic 2]
Calculamos el exceso de 1% de electrones sobre protones.
[pic 3]
Luego calculamos la carga.
[pic 4]
Y calculamos la fuerza eléctrica suponiendo que, con los brazos estirados, se encuentran a 70 cm de distancia.
[pic 5]
El peso de a tierra lo multiplicamos por el valor de la gravedad.
[pic 6]
[pic 7]
Por lo tanto, vemos que podría ser posible levantar una fuerza parecida a la de la tierra.
Problema #2
Una esfera hueca no conductora sin carga, con un radio de 21 𝑐𝑚, rodea una carga de 17 𝑚𝐶 localizada en el origen de un sistema de coordenadas cartesiano. Una broca de radio 3 𝑚𝑚 es alineada a lo largo del eje de las z y se hace una perforación en la esfera. Calcule el flujo eléctrico a través de la perforación.
Rta/=
El flujo eléctrico es igual al campo eléctrico por el área, que en este caso va a ser un circulo por la forma en la que perfora la broca.
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
Reemplazamos los valores en la formula.
[pic 11]
Problema #3
Dos capacitores, 𝐶1=28 µ𝐹 y 𝐶2=8.5 µ𝐹, están conectados en paralelo y cargados mediante una fuente de energía de 120 𝑉. a) Dibuje un diagrama del circuito y calcule la energía total almacenada en ambos capacitores. b) ¿Qué diferencia de potencial se requeriría en las terminales de los dos capacitores conectados en serie, a fin de que esta combinación almacene la misma cantidad de energía que en el inciso a)? Dibuje el diagrama de circuito de este último circuito.
a)
[pic 12]
Imagen 1. Circuito del inciso a, realizado en Proteus.
La siguiente formula es para calcular la energía almacenada en un capacitor
[pic 13]
Primero debemos hallar la capacitancia total, las capacitancias en paralelo se suman.
[pic 14]
Luego reemplazamos los valores en la formula.
[pic 15]
La energía total almacenada en ambos capacitores es de 0.26J.
b) Primero debemos hallar la capacitancia total, para las capacitancias en serie se utiliza la siguiente formula:
[pic 16]
Despejamos la fórmula: y obtenemos que [pic 17][pic 18]
Ahora reemplazamos nuestros datos en la formula y obtenemos que:
[pic 19]
El voltaje necesario para que los capacitores en serie guarden la misma energía que los capacitores en paralelo es 282.8V.
[pic 20]
Imagen 2. Circuito del inciso b, realizado en Proteus.
Problema #4
Dos partículas con carga de 2.0 𝑢𝐶 están localizadas sobre el eje x. Una está en 𝑥 = 1.5 𝑚 y la otra en 𝑥 =− 1.0 𝑚. a) Determine el campo eléctrico sobre el eje y en 𝑦= 0.6 𝑚. b) Calcule la fuerza eléctrica ejercida sobre una carga de −4.0 𝑢𝐶 colocada sobre el eje de las y en 𝑦= 0.75 𝑚.
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