Tercera Entrega de la Matriz de Problemas

ESCUELA COLOMBIANA  DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO

[pic 1]

Tercera Entrega de la Matriz de Problemas No. 3

Nicolás Cárdenas Chaparro

Andrés Felipe Gualdron Lindo

Felipe Vásquez Torres

Sarah Camila Vieda Castro

Grupo No. 8

2 de Septiembre del 2018

Bogotá D.C

Contenido

Problema 9. FÍSICA UNIVERSITARIA, Vol. 2, Sears Zemansky. PEARSON.  Decimosegunda EDICION………………………………………………………………………………………………………………………………………….3

Problema 19. FÍSICA UNIVERSITARIA, Vol. 2, Sears Zemansky. PEARSON.  Decimosegunda EDICION        5

Problema 9. FÍSICA UNIVERSITARIA, Vol. 2, Sears Zemansky. PEARSON.  Decimosegunda EDICION

9. Un capacitor está construido con dos cilindros coaxiales de hierro, huecos, uno dentro del otro. El cilindro interior tiene carga negativa y el exterior tiene carga positiva; la magnitud de la carga en cada uno es 10.0 pC. El cilindro interior tiene un radio de 0.50mm y el exterior de 5.00 mm y la longitud de cada cilindro es de 18.0 cm. a) ¿Cuál es la capacitancia? b) ¿Qué diferencia de potencial es necesario aplicar para tener tales cargas en los cilindros?

1. Análisis del problema

• Dos cilindros coaxiales de hierro huecos, uno dentro del otro.

[pic 2]

• El cilindro interior tiene una carga negativa.
• El cilindro exterior tiene carga positiva.
• La magnitud de carga del cilindro interior es de 10.0 pC.
• La magnitud de carga del cilindro exterior es de 10.0 pC.
• El cilindro interior tiene un radio de 0.50 mm
• El cilindro exterior tiene un radio de 5.00 mm.
• La longitud del cilindro interior es de 18 cm.
• La longitud del cilindro exterior es de 18 cm.

        Metas:

• Determinar la capacitancia del capacitor construido por los dos cilindros.
• Encontrar cual es la diferencia de potencial necesaria a aplicar para tener las cargas 10.0 pC en el cilindro interior y 10.0 pC en el cilindro exterior.

1. Conocimientos

        [pic 3]

        [pic 4]

Flujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es paralelo al vector superficie dS, y el campo es constante en todos los puntos de la superficie lateral por lo que,

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 Aplicar el teorema de Gauss y despejar el modulo del campo eléctrico

                [pic 6]

La diferencia de potencial entre las placas del condensador se calcula integrando [pic 7]

La capacidad solamente depende de la geometría del condensador (radio a y radio b y longitud L del condensador).

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1. Aplicación, Desarrollo, Cálculo

1. ¿Cuál es la capacitancia?

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1. ¿Qué diferencia de potencial es necesario aplicar para tener tales cargas en los cilindros?

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1. Conclusiones

• La capacitancia es de 4.346 x 10-12 F.

• La diferencia de potencial que es necesario aplicar para tener las cargas que poseen los cilindros es 2.30V.

Problema 19. FÍSICA UNIVERSITARIA, Vol. 2, Sears Zemansky. PEARSON.  Decimosegunda EDICION

19) En la figura 24.26 C1 = 3.00 uF y Vab = 120V. La carga en el capacitor C1 es 150 uC. Calcule el voltaje a través de los otros dos capacitores.

1. Análisis del problema

La capacitancia de C1 es 3.00 uF[pic 15]

La diferencia de potencial es 120V.

La carga del capacitor C1 es 150uC.

C1 y C2 son paralelos.

1. Conocimientos

Un capacitor de placas paralelas consiste en dos placas conductoras paralelas, cada una con un área A, separadas por una distancia d. Si están separadas por vacío, la capacitancia solo depende de A y d. Para las geometrías, la capacitancia se obtiene a partir de la definición:

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