Ejercicios de la Unidad II

Cuestionario Equipo 7

Flujo Eléctrico.

1.- Si se aumentan todas las dimensiones de la siguiente figura, por un factor de tres, Qué efecto tendrá este cambio en el flujo eléctrico a través de la caja?

Carga positiva adentro de la caja, flujo saliente.

Ninguno, ya que la cantidad de líneas que atraviesen la caja serian las mismas sin importar las dimensiones de la caja, existiría un cambio en el flujo eléctrico si aumentáramos el valor de la carga ya que esta produciría una mayor cantidad de líneas que atravesaran la superficie de la caja.

2.- A fin de generar la cantidad máxima de energía eléctrica, los paneles solares se instalan de modo que estén aproximadamente de cara al Sol como sea posible. Explicar en qué sentido esta orientación es análoga a la obtención del flujo eléctrico máximo a través de una superficie plana.

Esta orientación se relaciona con la relación en que entre mayor ángulo de captación del sol tengan los paneles solares, mayor será la cantidad de rayos recibidos por estos y mayor la cantidad de energía generada, esto es igual en relación al flujo eléctrico, entre mayor cantidad o mas líneas de fuerza atraviesen una superficie plana mayor será el valor del flujo eléctrico.

3.- Una hoja plana de papel con área de 0.25 m^2 está orientada de modo tal que la normal a la hoja forma un ángulo de 60º con un campo eléctrico cauniforme cuya magnitud es de 14 N/C, a) Hallar la magnitud del flujo eléctrico a través de la hoja; b) Depende de la respuesta del inciso a) ¿de la forma de la hoja? ¿Por que?; c) ¿Con qué ángulo Φ entre la normal a la hoja y campo eléctrico es la magnitud del flujo a través de la hoja i) máxima? ii) ¿mínima? Explicar las respuestas.

a) A= 0.25 m²

θ= 60̊

= (14N/C)(cos60̊)(0.25 m² )

=1.75 N m² /C

E= 14 N/C

Φ=?

b) No, porque si se conoce el valor del área total, la respuesta no depende de la forma de la superficie

c) i) con un Angulo totalmente perpendicular al flujo = 90̊ la magnitud del flujo es Máxima.

ii) con un Angulo paralelo al flujo la magnitud del flujo es minima

Cuestionario Equipo 13

Potencial Eléctrico, Energía y Potencia.

1.- En cierta región del espacio el potencial está dado por V = A + Bx + Cy^3 + Dz^2, donde A, B, C y D son constantes. ¿Cuál es el campo eléctrico en esta región?

V= x + 3cy² + 2dz

2.- Dos placas metálicas paralelas grandes tienen cargas opuestas de igual magnitud. Las separan una distancia de 45 mm y la diferencia de potencial entre ellas es de 360 V, a) Cuál es la magnitud del campo eléctrico (se supone uniforme) en la región entre las placas?, b) Cuál es la magnitud de la fuerza que este campo ejerce sobre una partícula con una carga de + 2.4 nC?, c) Con base en los resultados del inciso b), calcular el trabajo realizado por el campo sobre la partícula cuando ésta se traslada de la placa de mayor a la de menor potencial; d) Compare el resultado del inciso c) con el cambio de energía potencial de la misma carga, calculado a partir del potencial eléctrico.

a) Cuál es la magnitud del campo eléctrico (se supone uniforme) en la región entre las placas?,

V₁ – V₂ = E x r

Donde:

V₁ - V₂ es la diferencia de potencial

E es la Intensidad de campo en newton/colombio

r es la distancia en metros entre los puntos 1 y 2

Entonces:

8000= E

b) Cuál es la magnitud de la fuerza que este campo ejerce sobre una partícula con una carga de + 2.4 nC?,

F= Eq

F=8000(2.4X10⁹)

F=1.92X10¹³

c) Con base en los resultados del inciso b), calcular el trabajo realizado por el campo sobre la partícula cuando ésta se traslada de la placa de mayor a la de menor potencial;

Ep=q(V_AB)

Ep=2.4X10⁹(360V)

Ep=8.64X10¹¹

d) Compare el resultado del inciso c) con el cambio de energía potencial de la misma carga, calculado a partir del potencial eléctrico.

Ep=q(V_AB)

Ep=2.4X10⁹(360V)

Ep=8.64X10¹¹