FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

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PROGRAMA DE : INGENIERÍA CIVIL

Asignatura:   FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO                 Semestre :  Cuarto

Taller  :  Primer Corte                                                  Unidad:  1 y 2

Tutor : Francia Leonora Salazar        Suárez                        Tiempo: 15 horas

Unidad 1: Electrostática

1. Dos esferas pequeñas de aluminio tienen, cada una, una masa de  y están separadas a) ¿Cuántos electrones tendrían que retirarse de una esfera y agregarse a la otra, para ocasionar una fuerza de atracción entre ellas con magnitud de  (aproximadamente 1 tonelada)? Suponga que las esferas son cargas puntuales. [pic 3][pic 4][pic 5]

1. Tres cargas puntuales están en línea. La carga  está en el origen. La carga  se encuentra en . La carga  está en . ¿Cuál es el valor de (magnitud y signo), si la fuerza neta sobre  es igual a cero?[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

1. Tres cargas puntuales q1= 4μc, q2= 2μc y q3= -5μc, están ubicadas en el plano cartesiano
   en los siguiente puntos (0,0)cm, (4,0)cm y (0,-5)cm, respectivamente, determine la fuerza,
   el campo y el potencial eléctrico resultante sobre la carga q1.

1. En los vértices de un triángulo isósceles existen tres cargas, según se muestra en la figura  (a) Calcule el campo eléctrico en la posición de la carga de debido al campo de las cargas de   y de . (b) Utilice su respuesta del inciso (a) para determinar la fuerza ejercida sobre la carga de [pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]

                                                  5µC[pic 17]

                                40cm

                           -3µC              50cm              2µC

1. En un campo eléctrico uniforme de , se lanza un electrón con una velocidad de  y un  tiempo después su rapidez es de . ¿Cuál es la aceleración del electrón? ¿Cuánto tiempo tarda el electrón en alcanzar esta velocidad? ¿Qué distancia recorre en ese tiempo? ¿Cuál es su energía cinética en ese momento?[pic 18][pic 19][pic 20]
2. ¿Cuál es la magnitud y dirección del campo eléctrico que detendrá en una distancia de   los electrones de un haz de luz tienen cada uno una energía cinética de  Julios? [pic 21][pic 22]

1. Un electrón se mueve con una velocidad de  en dirección horizontal, cuando entra en un campo eléctrico vertical uniforme con una magnitud de  Si se ignora cualquier efecto debido a la gravedad. ¿Cuánto tiempo se requiere para que el electrón recorra  horizontalmente? ¿Cuál es su desplazamiento vertical durante este periodo de tiempo? ¿Cuáles son las componentes horizontal y vertical de su velocidad después de haber recorrido dicha distancia?[pic 23][pic 24][pic 25]

1. Un protón se proyecta a un ángulo de  sobre la horizontal a una rapidez  en una región donde el campo eléctrico es . Si se ignora cualquier efecto de la gravedad, ¿Qué tiempo tarda el protón en regresar a su altura inicial? ¿Cuál es la altura máxima que alcanza? ¿Qué distancia horizontal ha recorrido cuando alcanza su altura máxima?[pic 26][pic 27][pic 28]

1. Una lámina plana tiene forma rectangular con lados de longitud . La lámina está inmersa en un campo eléctrico uniforme de magnitud dirigido a 30° con respecto al plano. Encuentre la magnitud del flujo eléctrico a través de la lámina.[pic 31][pic 29][pic 30]

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1. Un campo eléctrico de magnitud 3,8kN/C es aplicado a lo largo del eje de las X. Calcule el flujo eléctrico a través de una superficie rectangular de 40cm de largo por 30cm de ancho, si el plano se ubica: (a) paralelo al plano yz; (b) paralelo al plano xy, (b) paralelo al plano xz (e) contiene el eje de las y, y su normal forma ángulo de 35° con el eje de las x.

1. Las tres esferas pequeñas que se muestran en la figura tienen cargas ,     y . Calcule el flujo eléctrico neto a través de cada una de las siguientes superficies cerradas que se ilustran en sección transversal en la figura: a) ; b) ; c) ; d) ; e) . f) Las respuestas para los incisos a) a e), ¿dependen de la manera en que está distribuida la carga en cada esfera pequeña? ¿Por qué?[pic 43][pic 44][pic 45][pic 46][pic 47][pic 48][pic 49][pic 50]

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Unidad 2: Potencial eléctrico y Capacitores

1. Dadas dos cargas eléctricas de -5μC,  6μC y una carga de prueba q=4x10-18C en el origen, se ubican como lo indica la figura.

           a) Calcular el valor de la fuerza neta sobre la carga de prueba.

           b) El campo eléctrico en el origen debido a las dos cargas de 6μC y -5μC.

           c) El potencial eléctrico en el origen debido a las dos cargas de 6μC y -5μC.

           d) La energía potencial del sistema

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1. Dos cargas puntuales  y  están separadas . El punto está a la mitad de la distancia entre ellas; el punto B está a  de  y  de   como muestra la figura. Considere el potencial eléctrico como cero en el infinito. Determine a) el potencial en el punto A; b) el potencial en el punto B; c) el trabajo realizado por el campo eléctrico sobre una carga de  que viaja del punto B al punto A.[pic 53][pic 54][pic 55][pic 56][pic 57][pic 58][pic 59][pic 60]

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