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Problemas de Electrostática Nivel 0 1. Dos cargas puntuales de igual signo con 10µ C y 8µ C respectivamente, se encuentran separadas a una distancia r. si se mantiene la misma distancia entre ellas ¿Qué cantidad de carga es necesario transferir de la una a la otra de tal manera que la fuerza de repulsión entre ellas sea la misma? a) b) c) d) e)

1µ C 2µ C 3µ C 4µ C 5µ C

2. Dos cargas puntuales q y Q, tienen una fuerza de interacción F cuando se encuentran a una distancia r, ¿Cuál seria el valor de la fuerza si cada una de las cargas se duplica y la distancia r se reduce a la mitad? a) b) c) d) e)

4F 16 F 8F 5F 2F

3. Un cascaron esférico hueco conductor tiene inicialmente una carga neta de +5q. si a través de un pequeño agujero se introduce una partícula de carga -2q al interior de la esfera, sin hacer contacto con ella, la carga eléctrica en el interior y exterior del cascaron esférico serán respectivamente.

a) +2q b) q c) +5q d) -3q e) +4q

+3q -q -2q +4q +5q


4. En dos de los vértices de un triangulo equilátero se colocan cargas puntuales –q y +q. la fuerza entre ellas es de magnitud 10-3N. ¿Cuál es la magnitud de la intensidad de campo que habría en el tercer vértice debido a la acción de estas dos cargas, si q=10-6 C? a) b) c) d) e)

105 N/C 106 N/C 102 N/C 108 N/C 103 N/C

5. Las líneas del campo electrostático creado por cincos cargas puntuales es el mostrado en la figura. Si la carga de la izquierda es positiva, ¿Cuáles deben ser los signos de las demás? a) b) c) d) e)

1 + -

2 + + +

3 + + -

4 + + +

+

1

2

3

6. Una pequeña gota de aceite de 10-13 Kg., cuya carga electrostática es de +2e cae verticalmente hacia la tierra. ¿Qué campo eléctrico uniforme debe estar actuando sobre la gota para que su caída vertical sea con velocidad constante? a) b) c) d) e)

3.06 ×10 6 N / C hacia abajo 1.03 ×10 6 N / C hacia abajo 6.12 ×10 6 N / C hacia arriba 3.06 ×10 6 N / C hacia arriba 6.12 ×10 6 N / C hacia abajo

7. Determinar la fuerza eléctrica que actúa entre una partícula alfa (q=+2e) y el núcleo del átomo de oro (q=+79e), cuando están separados una distancia de 9.48*10-14m. a) b) c) d) e)

0.19 N 4.05 N 30.1 N 105 N 1010 N

4


8. La figura muestra las líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales separadas por una pequeña distancia. Entonces la relación q1/ q2 y los signos de q1 y q2 respectivamente son: a) b) c) d) e)

-1/3 + -1/3 - + +1/2 + + +1/2 - Ninguna de las anteriores

q1

9. Tres cargas puntuales idénticas (q= -2µ C) se localizan en la periferia de un circulo de 2m de radio a ángulos de 30° , 150° y 270° , como se muestra en la figura. La intensidad de campo eléctrico resultante en el centro del circulo es: a) b) c) d) e)

1500

300

q

0 N/C 2 N/C 5 N/C 10 N/C 20 N/C

10. Una carga de masa q de masa m es lanzada con una velocidad v0 en una región donde existe un campo eléctrico uniforme E tal como se muestra en la figura. La distancia horizontal que recorre después del tiempo t es: a) b) c) d) e)

q2

q

q

E

+q

v0

v0t+qt2/2mE v0t+qmEt2/2 v0t+qEt2/2m v0t-qt2/2mE v0t-qEt2/2m

11. Dos cargas puntuales de igual magnitud separadas una distancia de 3cm experimentan una fuerza eléctrica de repulsión de 10-19 N. el numero de electrones en exceso que tiene cada una de ellas es: a) b) c) d) e)

4.5*103 electrones 5.9*105 electrones 6.25*102 electrones 6.2*107 electrones 8.3*1018 electrones


12. En el centro de un cascaron esférico conductor eléctricamente neutro, se coloca una carga –Q. de las siguientes afirmaciones: I) El campo eléctrico en el interior del conductor es cero. II) El campo eléctrico en el exterior del cascaron apunta Radialmente hacia el centro del cascaron. III) El campo entre la carga y la superficie interna del cascaron es constante. La alternativa CORRECTA es: a) b) c) d) e)

Sólo I I y II I y III I, II y III II y III

-Q

13. Una barra cargada negativamente se acerca a un dieléctrico (aislador) que esta eléctricamente neutro, como se muestra en la figura. Entonces el enunciado FALSO es:

a) b) c) d) e)

La carga neta del aislador es cero. La barra y el dieléctrico se atraen. La barra mantiene su carga. Existe campo eléctrico alrededor de la barra. Las cargas negativas de la barra se atraen y movilizan a las cargas positivas del dieléctrico a la parte más cercana de la barra.

14. Tres cargas iguales se colocan en los vértices de un triangulo rectángulo de catetos iguales, como se muestra en la figura. Si la fuerza entre q1 y q2 es F12, la relación de las magnitudes F13/F12 es : a) 2 b) 2 1 2 c) d) 1 2 e) 2 2


15. Una carga de +8µ C se introduce en el interior de un cascaron metálico que tiene una carga neta de -5µ C, sin tocarlo, como se muestra en la figura. Indique cual de las siguientes alternativas muestra la distribución correcta de las cargas.

a)

b)

c)

d)

e)

16. En una región donde la intensidad del campo eléctrico es uniforme, dirigido hacia arriba y de 1000 N/C de magnitud, se suelta desde el reposo un cuerpo de 5 gramos con una carga de +2µ C. determine la distancia que recorre el cuerpo en 5 segundos. a) b) c) d) e)

72.5 m hacia arriba 72.5 m hacia abajo 172.5 m hacia abajo 172.5 m hacia arriba 50 m hacia abajo

17. Un cascaron esférico conductor tiene una carga neta de -4q. si se introduce una partícula con carga –q en su cavidad interior, sin hacer contacto con su superficie. El valor de la carga eléctrica en la superficie interior y exterior del cascaron esférico son: a) b) c) d) e)

Superficie interior 0 –q +q –q +q

Superficie exterior -3q +3q -4q -3q -5q


18. Una partícula de masa m y carga q se suspende de un hilo aislante en el interior de un campo eléctrico uniforme, si el hilo se desvía de la vertical un ánguloθ . El campo eléctrico aplicado es: a) q tanθ /(mg) b) mg/q c) mg tanθ /q d) q/(mg tanθ ) e) mg/(q tanθ )

q1 a

B

C A B EóF D

E

p

a A a

6,55× 10-10 C 5,43× 10-8 C 7,65× 10-10 C 9,45× 10-9 C 8,25× 10-8 C

F

q2

20. Dos esferas iguales de plástico de 3× 10-6kg se cargan eléctricamente y se suspenden de un mismo punto de hilos aislantes de 5 cm de longitud como se indica en la figura, si los hilos forman un ángulo de 15° con la vertical, la carga de la esfera es: a) b) c) d) e)

E

D

C

19. Para la distribución de cargas mostradas en el grafico, la ubicación de una tercera carga q3 (igual a q1 y q2 y todas positivas ) para que el campo eléctrico resultante en el punto p este dirigido hacia q1, deber estar en: a) b) c) d) e)

θ

a

150

q

21. Un cascaron esférico de radio interior a y radio exterior b tiene una carga neta de +3q. Si se coloca en el centro de su cavidad, sin hacer contacto con la esfera, una partícula de carga +q. El valor del campo eléctrico para puntos ubicados a r>b y r<a son: a) b) c) d) e)

r>b 3Kq/r2 -4Kq/r2 2Kq/r2 Kq/r2 4Kq/r2

r<a -Kq/r2 Kq/r2 2Kq/r2 4Kq/r2 Kq/r2

q


22. Un cubo de lado a tiene una carga puntual +q en cada vértice, como se indica en la figura. El valor del campo eléctrico en el centro del cubo es: 2 Kq a 2 a) 2 Kq 2a 2 b) c) 4 2 Kq a 2 2 Kq 2 a d) e) 0

a

23. Los siguientes enunciados hacen referencia a un conductor cargado electrostáticamente. I) La carga eléctrica que se comunica a un conductor reside en su superficie. II) El campo eléctrico en el interior de un conductor con carga en reposo es cero. III) La carga eléctrica que adquiere un conductor siempre conserva su carga neta. IV) Un conductor aislado eléctricamente siempre conserva su carga neta. De los enunciados anteriores son verdaderos: a) b) c) d) e)

Solo I y II Solo I, II y III Solo I y III Solo I, II y IV Todos son verdaderos

24. ¿Cuál de los siguientes enunciados es falso? a) La intensidad máxima que se da en los puntos en que se ejercería la máxima fuerza eléctrica sobre una carga positiva o negativa ubicada en ese punto. b) El campo eléctrico dentro de un conductor es cero c) Un peine cargado atrae un trozo de papel neutro porque este adquiere carga neta por inducción. d) Los objetos se cargan cuando por frotamiento o por inducción pierden o ganan electrones. e) Todo objeto con carga eléctrica tiene un excedente o un déficit de electrones 25. Una esfera de corcho de 5 mg de masa tiene una carga de 10 µ C. la magnitud del campo eléctrico en el que esta suspendida la esfera es: a) 2,8× 106 N/C b) 84,9× 106 N/C c) 2,83 N/C d) 3,0× 10-6 N/C e) 17,3× 10-6 N/C

300

E

+ 1µC

26. Dos partículas se ubican en los vértices de un triangulo equilátero de 30 cm por lado. La magnitud del campo en el punto p es: p

− 1µC


a) b) c) d) e)

105 N/C 2× 105 N/C √ 2× 105 N/C 2× 103 N/C √ 2× 103 N/C

27. En una esfera conductora hueca que tiene una carga neta cero, se coloca una partícula con carga eléctrica –q en el centro de la esfera, sin hacer contacto con ella, y luego se conecta a la tierra. Entonces el valor del campo eléctrico para r<a, a<r<b, r>b es:

a) b) c) d) e)

r<a Kq/r2 Kq/r2 0 0 Kq/r2

a<r<b 0 0 0 K/r2 Kq/r2

r>b 0 Kq/r2 0 Kq/r2 Kq/r2

28. Dos cargas q1 y q1 se colocan como se indica en la figura. El campo eléctrico en el punto A tiene la dirección indicada. Si la carga q1 es +5µ C, entonces la carga q2 es: a) b) c) d) e)

5µ C -5µ C 10µ C 5√ 2µ C 5√ 3µ C

29. Dos esferas conductoras aisladas están eléctricamente cargadas y a cierta distancia entre sí. Al separarlas una distancia 2.5 veces mayor que la anterior y una de ellas aumentar su carga en un 25%, la fuerza de interacción entre ellas es ahora: a) 5 veces la fuerza inicial b) 0,4 veces la fuerza inicial c) 0,2 veces la fuerza inicial d) 2,5 veces la fuerza inicial e) 0,1 veces la fuerza inicial 30. Dentro de un cascaron esférico, inicialmente descargado, se coloca una carga puntual positiva. ¿Cuál de los diagramas indicados muestra de manera errónea las líneas de campo eléctrico?


a) b) c) d) e)

Solo III Solo IV Solo III y IV II, III y IV Todas son erróneos

31. Para las partículas indicadas en la figura determine la distancia x al punto p, en donde el campo eléctrico producido por las cargas 4q y –q sea nulo.

a) b) c) d) e)

a 2a 3a 4a 5a

Electrostatica  

repulsion fe fuerzas electromagneticas

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