Campo Eléctrico: Carga Puntual.
1.- Se coloca un protón en un campo eléctrico uniforme y luego se libera. Después se coloca un electrón en el mismo punto y se libera. ¿Experimentan estas dos partículas la misma fuerza?, ¿Y la misma aceleración?, ¿Se desplazan en la misma dirección al ser liberadas?
El protón tiene carga eléctrica positiva, y el electrón tiene carga eléctrica negativa, cuando el experimento ocurre y existe un campo eléctrico es porque existió una carga P que interactúo con otra carga y esta ultima se retiro creando con ello un campo eléctrico que dejo características propias de un campo eléctrico, sin embargo cuando se coloca nuevamente una carga se modifica el campo eléctrico por lo tanto al colocar cada carga en un tiempo determinado cada una actúo diferente al ser liberada debido a que se cambia las propiedades del campo eléctrico.
2.- Los campos eléctricos suficientemente intensos pueden provocar que los átomos se ionicen positivamente, esto es, que pierdan uno ó más electrones. Explicar como ocurre esto. ¿Qué es lo que determina la intensidad que el campo debe tener para que esto ocurra?
La ionización es el proceso químico o físico mediante el cual por medio de la energía de ionización que es la mínima energía que hay que suministrar a un átomo neutro y en su estado fundamental, perteneciente a un elemento en estado gaseoso, se produce el desprendimiento de un electrón. La intensidad de campo eléctrico se define como la fuerza ejercida sobre la unidad de carga positiva situada en ese punto.
3.- Cierta partícula tiene una carga – 3 nC. a) Hallar la magnitud y dirección del campo eléctrico debido a esta partícula en un punto situado 0.25 m directamente arriba de ella, b) ¿A que distancia de esta partícula tiene su campo eléctrico una magnitud de 12 N/C?
4.- Un electrón inicialmente en reposo se deja libre en un campo eléctrico uniforme. El electrón se acelera verticalmente hacia arribar recorriendo 4.5 m en los primeros 3 us después de ser liberado. a) ¿Cuáles son la magnitud y dirección del campo eléctrico?, b) ¿Se justifica no tener en cuenta los efectos de la gravedad?, justificar la respuesta cuantitativamente.
La fuerza aumenta, entonces el campo eléctrico debe disminuir ya que el electrón es negativo. (b) Los electrones acelerados son 1011 g, entonces la gravedad debe ser negativamente pequeña comparada con la fuerza eléctrica.
Cuestionario Equipo 5
Campo Eléctrico: Debido a un Dipolo.
1.- La temperatura y velocidad del aire tiene valores diferentes en distintos lugares de la atmósfera terrestre. ¿Es la velocidad del aire un campo vectorial? ¿Por que? ¿Es la temperatura del aire un campo vectorial? ¿Por que?
El campo vectorial es un conjunto infinito de cantidades que se encuentran asociadas con cada punto del espacio. Si decimos que la velocidad del aire es
un campo vectorial estamos en lo incorrecto ya que la velocidad no se encuentra relacionada específicamente con un solo factor que se encuentre en el espacio. Ahora si decimos que la temperatura del aire es un campo vectorial estamos en lo correcto ya que la temperatura se encuentra relacionada con los factores en los que se manifiesta.
2.- Un objeto pequeño que tiene una carga de – 55 uC experimenta una fuerza hacia debajo de 6.2 x 10^9 N cuando se coloca en cierto punto de un campo eléctrico, a) ¿Cuáles son la magnitud y dirección del campo eléctrico en este punto?, ¿Cuáles serían la magnitud y dirección de la fuerza que actúa sobre un núcleo de cobre (número atómico = 29) masa atómica = 63.5 g/mol) situado en este mismo punto del campo eléctrico?
a) q= -55.0 x 10-6 C y F esta por debajo con magnitud 6.20 x 10-9 N. Por lo tanto, E=F/q = 1.13 x 10-4 N/C, hacia arriba
b) Si el núcleo de cobre esta localizado en ese punto, se piensa que la fuerza de magnitud esta hacia arriba F=qE = (29).1.6 x 10-19 C.1.13 x 10-4 = 5.24 X 10-22 N
3.- En un sistema de coorden
adas rectangulares se coloca una carga positiva puntual Q = 6x10^-9 C en el punto x = + 0.15 m, y = 0, y una carga puntual idéntica en x = - 0.15 m, y = 0. Hallar las componentes x y y, así como la magnitud y la dirección del campo eléctrico en los puntos siguientes: a) el origen; b) x = 0.3 m, y =0; c) x = 0.15 m, y = - 0.4 m; d) x = 0, y = 0.2 m.
a) En el origen, E=0
b) En x=0.3 m, y =0:
c) En x=0.15 m, y=-0.4m:
d) x=0, y=0.2 m
Cuestionario Equipo 6
Campo Eléctrico: Problemas.
1.- Dos partículas con cargas Q1 = 0.5 nC y Q2 = 8 nC, están separadas por una distancia de 1.2 m. ¿En qué punto a lo largo de la recta que une las dos cargas es igual a cero el campo eléctrico total debido a ambas cargas?
Las partículas cargadas q1 (0.500nC) y q2 (8.00nC) están separados por x=1.20 m. El campo eléctrico es cero cuando
0 o 7.5r12 + 1.2r1 – 0.72 = 0 r1= 0.24,-0.4 r1 = 0.24 que es el punto de en medio
2.- Una carga puntual de + 2 nC está en el origen, y una segunda carga puntual de – 5 nC está sobre el eje de las x en x = 8 m. a) Hallar el campo eléctrico (magnitud y dirección) en cada uno de los puntos siguientes sobre el eje de las x: i) x = 0.2 m; ii) x = 1.2 m; iii) x = - 0.2 m. b) Hallar la fuerza eléctrica neta que las dos cargas ejercerían sobre un electrón colocado en cada punto del inciso a).
a) La carga cargada q1 (2.00 nC) esta en el origen y q2 (-5.00 nC) esta en x= 0.800 m.
en x= 0.200 m
en x= 1.20 m
en x= 1.20 m
en x= -0.200 m
b) F= -eF
F= 1.6 x 10-19 C. 575 N/C = 9.2 x 10-17 N izquierda,
F= 1.6 x 10-19 C. 269 N/C = 4.3 x 10-17 N derecha,
F= 1.6 x 10-19 C. 405 N/C = 6.48 x 10-17 N derecha
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