Cargas electricas y ley de Coulomb

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA                                        P.A.: 2020-1

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Departamento Académico de Ciencias Básicas, Humanidades y Cursos Complementarios

Curso: Física 3 (MB-226). Secciones: C, D, E, F. Profesor: Dr. José Venegas R.

Separata de problemas N° 1

Unidad 1: Carga eléctrica y ley de Coulomb

1. (2 puntos) Explique por qué un peine de plástico previamente frotado puede atraer pedacitos de papel cuando se aproxima lo suficiente sin tocar al papel. También explique por qué después de un intervalo de tiempo relativamente corto, el pedacito de papel se separa.
2. (3 puntos) Sugiera un método para medir aproximadamente la carga eléctrica q de un cuerpo electrizado usando un electroscopio. Sugerencia: Considere el cuerpo electrizado con cada vez con N cargas diferentes:  q1, q2, … qN, todas con el mismo signo que q.
3. (3 puntos) Demostrar que la magnitud de la fuerza de interacción entre dos dipolos eléctricos cuyos momentos dipolares están alineados, con una distancia de separación R mucho mayor que los brazos dipolares (ver figura), es aproximadamente igual a: [pic 2][pic 1]
4. (4 puntos) Hallar la fuerza de interacción entre una carga puntual q0 y un anillo muy delgado de radio a electrizado homogéneamente con una carga Q.[pic 3][pic 4]
5. (4 puntos) Hallar la fuerza de interacción entre una carga puntual q0 y un disco muy delgado de radio a electrizado homogéneamente con una carga Q.[pic 5]
6. (4 puntos) En la figura se muestran, un anillo muy delgado de radio a, electrizado homogéneamente con una carga +Q, y un dipolo con momento dipolar  a lo largo del eje del anillo, donde z es la distancia entre los centros del anillo y del dipolo. Asumiendo que z y a son mucho mayores que el brazo dipolar, demostrar que el anillo atrae al dipolo con una fuerza a lo largo de su eje, con magnitud aproximadamente igual a: [pic 7][pic 8][pic 6]
7. (4 puntos) En la figura se muestran, un disco muy delgado de radio a, electrizado homogéneamente con una carga +Q, y un dipolo con momento dipolar  a lo largo del eje del disco, donde z es la distancia entre los centros del disco y del dipolo. Asumiendo que z y a son mucho mayores que el brazo dipolar, demostrar que el disco atrae al dipolo con una fuerza a lo largo de su eje, con magnitud aproximadamente igual a: [pic 10][pic 9]

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