Campo eléctrico I

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01. Cuatro cargas de 3μC están colocadas en los vértices de un cuadrado de 1 m de lado. Calcular la fuerza que ejercen sobre una carga de 2μC colocada:

a) en el centro del cuadrado

b) en el punto medio de una arista

c) en el eje X, a 1 m del centro del cuadrado.

02. Tres cargas puntuales de 4 μC están situadas en los vértices de un triángulo equilátero de 1 m de lado. Calcular la fuerza eléctrica ejercida sobre cada una de ellas.

03. Dos cargas puntuales de 5 μC están colocadas en los puntos (-3,3) y (-3,-3). Dos cargas iguales de valor q están colocadas en los puntos (5,1) y (5,-1). Calcular el valor de la carga q sabiendo que el campo eléctrico se anula en el origen de coordenadas.

04. Una partícula de masa m y carga q describe una trayectoria circular de radio R alrededor de una carga Q. Calcular la velocidad orbital y su energía cinética.

Datos: m = 9,1·10-31 kg      q = -1,6·10-19 C       R = 5,3·10-11m        Q = 3,2·10-18C

05. Dos esferas puntuales están suspendidas de hilos de la misma longitud y de masa despreciable, de forma que se están tocando. Se cargan las dos con la misma carga, repeliéndose hasta que los hilos forman un ángulo de 90°. Poco a poco las esferas van perdiendo carga uniformemente. Calcular el tanto por ciento de carga perdida cuando los hilos forman un ángulo de 60°. 

06. En tres de los vértices de un cuadrado de lado 1 m, hay cargas de 4μC. Calcular:

a) el campo eléctrico en el cuarto vértice,

b) el trabajo necesario para llevar una carga de -5μC desde el cuarto vértice hasta el centro del cuadrado.

07. En los extremos de dos hilos de peso despreciable y 1 m de longitud están sujetas dos esferas de 10 g de masa y carga q. Los hilos forman un ángulo de 30º con la vertical.

a) Dibuje el diagrama de las fuerzas que actúan sobre las esferas y determine el valor de la carga q.

b) Si se duplica el valor de las cargas, pasando a valer 2q, ¿qué valor deben tener las masas para que no se modifique el ángulo de equilibrio de 30º? 

08. Tres pequeñas bolas de 2 g están suspendidas de un punto fijo por medio de tres hilos, cada uno con una longitud de 50 cm y de masa despreciable. En el equilibrio, las tres bolas forman un triángulo equilátero cuyos lados miden 30 cm. ¿Cuál es la carga que tiene cada bola?

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