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Campo electrico problemas resueltos-gonzalo revelo pabon

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Campo electrico problemas resueltos-gonzalo revelo pabon

  1. 1. Luis Gonzalo Revelo Pabón 1 I.E.M.María Goretti PROBLEMAS RESUELTOS DEL CAMPO ELECTRICOACTIVIDAD 1: Hallar la intensidad del campo eléctrico en el aire generado por una carga fuen- 2te Q=5x10 C, a una distancia de 30 cm.DATOS: -2.r=30 cm= 30x10 cm -9Q=5x10 C. 9 2 2K= 9x10 N.m /CPREGUNTA:E=? ( ) = 500 N/CACTIVIDAD 2: Calcular la intensidad de un campo eléctrico, si al colocar una carga de pruebaigual a 48 C actúa con una fuerza de 1,6 N.DATOS: -6q=48 C =48X10 CF= 1,6 NPREGUNTA:E=?Solución:ACTIVIDAD 3: Encontrar la carga eléctrica fuente del helio, sabiendo que el valor de la intensi- 9dad del campo eléctrico producido por él es de 2,88x10 N/C, en un punto situado en el aire a1nmDATOS 9E= 2,88x10 N/C -9.r = 1nm = 1x10 m 9 2 2K=9x10 Nm /CPREGUNTAQ=?Solución: entonces: remplazamos: Q= 3,2X10-19C pero un Coulomb 1C = 1e/1.6x10-19 Q=3,2x10-19(1e/1.6x10-19)= 2e 4ACTIVIDAD 4: En un punto P del espacio existe un campo eléctrico de 5x10 N/C. Si una cargapositiva de 1,5 C, se coloca en el punto P, ¿Cuál será el valor de la fuerza eléctrica que actualsobre ella?
  2. 2. Luis Gonzalo Revelo Pabón 2 I.E.M.María GorettiDATOS 4E= 5x10 N/C -6.q= 1,5 C = 1,5x10 CPREGUNTAF=?Solución: entonces F= Eq remplazamos: 4 -6F=( 5x10 N/C)( 1,5x10 C) =0,075 N -8ACTIVIDAD 5: Se tiene una carga puntual fuente Q = 4x10 C. Calcular la intensidad de cam-po eléctrico a una distancia de 2 m de ella.DATOS -8Q=4X10 C.r =2m 9 2 2K= 9x10 N.m /CPREGUNTA:E=? ( ) = 90 N/C -6 -6ACTIVIDAD 6: Se tienen dos cargas fuente: Q1=5X10 C y Q2= - 2,5X10 C como se muestraen la figura; calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”DATOS -6Q1=5X10 C -6Q2=-2,5X10 C 9 2 2K=9X10 Nm /CPREGUNTAE=?Solución:Para determinar el sentido de E1 y E2, se toma una carga de prueba (+) y se analiza si hayatracción o repulsión en este punto con respecto a las otras cargas, el sentido de “E” coincidirácon el de la fuerza eléctrica.
  3. 3. Luis Gonzalo Revelo Pabón 3 I.E.M.María GorettiLa intensidad del campo eléctrico en el punto “P” será igual a: ET=E1 + E2Entonces: ET=4500 N/C + 3600 N/C =48600 N/C -6 -6ACTIVIDAD 7: Se tienen dos cargas fuente: Q1=+5X10 C y Q2= + 2,5X10 C como se mues-tra en la figura; calcular la intensidad de campo eléctrico en el punto “P”DATOS -6Q1=+5X10 C -6Q2=+2,5X10 C 9 2 2K=9X10 Nm /CPREGUNTAE=?Solución:Para determinar el sentido de E1 y E2, se toma una carga de prueba (+) y se analiza si hayatracción o repulsión en este punto con respecto a las otras cargas, el sentido de “E” coincidirácon el de la fuerza eléctrica.Entonces: ET=4500 N/C - 3600 N/C =41400 N/C.ACTIVIDAD 8: ¿Cuál es el valor del campo eléctrico total en el origen del plano cartesiano? Sihay tres cargas fuente Q1=+2 C ubicada en el punto (-5,0), Q2=-1.0 C ubicada en el punto(3.5,0) y la carga Q3=-1,5 C ubicada en el punto (0,4). Las distancias entre ellas están dadasen metros.DATOS -6Q1=+2 C =+2x10 C ubicada en el punto (-5,0) -6Q2=-1.0 C = - 1.0x10 C ubicada en el punto (3.5,0) -6Q3=-1,5 C = -1,5x10 C ubicada en el punto (0,4) 9 2 2K=9x 10 Nm /C
  4. 4. Luis Gonzalo Revelo Pabón 4 I.E.M.María GorettiPREGUNTAEt=? en el punto (0,0)Solución:Por la ley de las cargas, una carga de prueba +q (siempre se la considera positiva) ubicada enel origen del plano cartesiano, debe experimentar un campo eléctrico por cada una de las car-gas -Q1, +Q2, y -Q3 en las direcciones vectoriales indicadas en el gráfico. Entonces encontre-mos el módulo de los campos eléctricos E1, E2,y E3, para ello tenemos por definición que:El valor de las componentes horizontal y vertical es igual a: ∑ ∑Por lo tanto el campo eléctrico en el origen del plano será igual: √ ∑ ∑ √
  5. 5. Luis Gonzalo Revelo Pabón 5 I.E.M.María GorettiACTIVIDAD 8: ¿Cuál es el valor del campo eléctrico total en el punto A? Si hay dos cargasfuente Q1=+50 C y Q2=- 50 C. Dado el siguiente gráfico. Resolverlo por el Método del parale-logramoDATOS -6Q1=+50 C =+50x10 C -6Q2=-50 C = - 50x10 C 9 2 2K=9x 10 Nm /CPREGUNTAEt=? en el punto ASolución:Por la ley de las cargas, una carga de prueba + A (siempre se la considera positiva) ubicada enel vértice del triángulo rectángulo, debe experimentar y obtener un campo eléctrico como resul-tado de los campos eléctricos generados por cada una de las cargas +Q1, y - Q2. Ahora en-contramos el módulo de los campos eléctricos E1, y E2, para ello aplicamos la definición decampo eléctrico así:Para encontrar el valor del campo eléctrico total en el punto A, aplicamos el método del parale-logramo. Así: √ pero
  6. 6. Luis Gonzalo Revelo Pabón 6 I.E.M.María Goretti 6E1=5.10 N/C 4E2=125.10 N/C =90°+30°=120° Remplazamos √ ⁄ACTIVIDAD 9: ¿Cuál es el valor del campo eléctrico total en el punto A? Si hay dos cargasfuente Q1=+50 C y Q2=- 50 C. Dado el siguiente gráfico. Resolverlo por el Metodo de lasCoordenas Rectangulares.DATOS -6Q1=+50 C =+50x10 C -6Q2=-50 C = - 50x10 C 9 2 2K=9x 10 Nm /CPREGUNTAE=? en el punto ASolución:  En primer lugar hacemos coincidir el origen del plano cartesiano, con el centro del Pun- to +A.  A continuación descomponemos el vector E2 en dos componentes perpendiculares en- tre sí, para ello trazamos desde el extremo del vector E2 líneas paralelas a los ejes car- tesianos X,Y.  De esta manera obtenemos la componente horizontal +E2,x y la componente vertical - E2,y haciéndoles corresponder a cada una de ellas el signo que les corresponde al cuarto cuadrante, porque que es el lugar donde se encuentra el vector E2.  El valor de cada una de las componentes es igual a:  Sen 30°= entonces E2y = - E2.sen 30°=-1250000N/C.sen30°=-625000N/C
  7. 7. Luis Gonzalo Revelo Pabón 7 I.E.M.María Goretti Cos 30°= entonces E2x = + E2 Cos30° +1250000N/Ccos30°=+1082531,7N/C Encontremos la suma de todos los vectores verticales que se aplican en el punto A. Es decir: ∑ Encontremos la suma de todos los vectores horizontales que se aplican en el punto A. es decir. ∑ El valor del campo eléctrico E, está dado por la expresión √ ∑ ∑ rem- plazamos para obtener: √ ] = 4506939 N/C

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