Guía de ejercicios

1. CIENCIAS FÍSICAS 2o. AÑO DE BACHILLERATO
Prof. Rogelio Antonio Alvarenga Figueroa
Alumno(a): ________________________________ Sección:____ No._____
CAMPO ELECTRICO
1) Una carga positiva Q está fija en el centro de una mesa horizontal, como se muestra en la figura. Una
persona que desea verificar si existe campo eléctrico en P1, coloca en dicho punto una carga q .
a. ¿Por qué se podrá concluir que existe un campo eléctrico en P1 ?
b. ¿Cuál es la carga que creó el campo eléctrico en P1 ?
c. ¿Cómo se denomina la carga q colocada en P1 ?
d. Al retirar la carga q del punto P1, ¿el campo eléctrico seguirá existiendo en ese punto?
2) En la figura del ejercicio anterior, trace el vector campo eléctrico en cada uno de los puntos P1 , P2 , P3 , y
P4 .
3) Suponiendo en el ejercicio 1, que la carga Q fuese negativa, trace el vector campo eléctrico en cada uno
de los puntos P1 , P2 , P3 , y P4 .
4) Se observa que una carga positiva C1.5q  colocada en un punto P, queda sujeta a una fuerza
eléctrica F = 0.60 N , vertical hacia abajo ( como lo muestra la figura )
a. ¿Cuál es la intensidad el campo eléctrico en el punto P?
b. Muestre en la figura, la dirección y el sentido del vector E en el punto P.
5) En cierto punto del espacio existe un campo eléctrico E = 5.0x 10
4
N/C, horizontal hacia la izquierda. Si
colocamos una carga q en ese punto, observamos que tiende a desplazarse hacia la derecha por acción
de una fuerza eléctrica de magnitud F = 0.20 N .
a. ¿Cuál es el signo de la carga q ? ,
b. Determine, en µ C, el valor de q.
6) Una carga eléctrica puntual Q = 4.5 µ C , se encuentra en el aire. Considere un punto P , situado a una
distancia de 30 cm de Q.
a. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico creado por Q en P?
b. Si el valor de Q se duplicara, ¿Cuántas veces mayor se volvería la intensidad del campo en P?
c. Entonces, ¿cuál sería el nuevo valor del campo en P?
7) En el ejercicio anterior, después de duplicar el valor de Q, considere un punto P2 situado a 90 cm de esa
carga.
a. La distancia de P2 a Q, ¿Cuántas veces es mayor que la distancia de P a Q?
b. Entonces, la intensidad del campo en P2 , ¿Cuántas veces es menor que en P?
c. Luego, ¿cuál es la intensidad del campo en P2 ?
8) Dos cargas puntuales Q1 = 8.0 x 10
– 7
C y Q2 = - 8.0 x 10
– 7
C, se encuentran en el aire, a una distancia
de 20 cm.
a. Trace en un diagrama, el vector campo eléctrico E1 originado por Q1 en el punto P, situado en
medio de la distancia entre ambas cargas.
b. ¿Cuál es la intensidad de este campo eléctrico E1 ?
c. Trace el vector E2 creado por Q2 en el punto P.
d. ¿Cuál es el valor de E2?
e. Determine entonces el valor del campo eléctrico resultante formado por Q1 y Q2 en P.
9) Un electrón es acelerado, a partir del reposo, por un campo eléctrico uniforme E = 5.0x10
5
N/C.
Determine:
a. La aceleración adquirida por esta partícula
b. El tiempo que tarda el electrón en alcanzar un velocidad igual al 10% de la velocidad de la luz.
Q
P3 P4
P2 P1
+
+P q
F

2. 10) Calcule: a) la intensidad del campo eléctrico en el aire a una distancia de 30 cm de una carga puntual
q1 = 5.0 x10 -9
C , b) la fuerza sobre una carga q2 = 4.0 x10 -10
C colocada a 30 cm de q1 , c) la
fuerza sobre la carga q3 = - 4.0 x10 -10
C colocada a 30 cm de q1 ( en ausencia de q2 )
Res. 0.50 KN/C , 0.20 µN, - 0.20 µN
11) Para la situación mostrada en la figura, encuentre a) la intensidad del campo eléctrico en el punto P, b) la
fuerza sobre una carga de – 4.0 x 10 -8
C colocada en el punto P, c) el lugar en donde el campo
eléctrico será igual a cero ( en ausencia de la carga de – 4.0 x 10 -8
C ).
Res. a) 9.0 x 10 5
N/C , b) - 0.036 N , c) 10 cm hacia la derecha de la carga negativa.
12) Suponga en la figura que un electrón se dispara en línea recta hacia arriba desde el punto P con una
rapidez de 5 x10 6
m/s. ¿A qué distancia sobre el punto A golpea la placa positiva?
Un electrón ( q = - e = - 1.6x10
-19
C , m = 9.1x10
-31
Kg) . Res. 12 cm arriba de A.
13) En cierto punto del espacio una carga de +6.0 µC experimenta una fuerza de 2.0 mN en la dirección de
+x. a) ¿Cuál era el campo eléctrico en ese punto antes de que la carga se colocara?, b) Describa la
fuerza que experimenta una carga de –2.0 µC si se situara en el lugar de la carga de +6 µC?
Res. a) 0.33 KN/C en la dirección de +x; b) 0.67 mN en la dirección de –x.
14) Una carga puntual de -3.0x10
-5
C se coloca en el origen de coordenadas. Encuentre el campo el campo
eléctrico en un punto sobre el eje x en x = 5.0 m Res. 11 KN/C en dirección –x
15) Cuatro cargas de igual magnitud (4.0 µC) se ponen en todas las esquinas de un cuadrado de 20 cm de
lado. Determine el campo eléctrico en el centro del cuadrado a) si todas las cargas son positivas, b) si los
signos de las cargas se alternan alrededor del perímetro del cuadrado, c) si las cargas tienen la siguiente
secuencia alrededor del cuadrado: más, más, menos, menos.
Res. a) 0 , b) 0, c) 5.1 MN/C hacia el lado negativo
16) Una bola de 0.200 g cuelga de un hilo en un campo eléctrico de 3.00 KN/C dirigido hacia arriba. ¿Cuál es
la carga de la bola si la tensión en la cuerda es de a) 0 N y b) 4.00 mN?
Res. a) +653 nC, b) -680 nC
17) Determine la aceleración de un protón (q = +e , m = 1.67x10
-27
Kg) en un campo eléctrico de intensidad
0.50 KN/C. ¿Cuántas veces es más grande esta aceleración que la debida a la gravedad?
Res. 4.8x10
10
m/s², 4.9x10
9
18) Una pequeña bola de 0.60 g tiene una carga cuya magnitud es 8.0 µC. Está suspendida por un hilo en un
campo eléctrico de 300 N/C dirigido hacia abajo. ¿Cuál es la tensión en el hilo si la carga de la bola es
a) positiva, b) negativa? Res. a) 8.3 mN , b) 3.5 mN
19) Una pequeña bola que se encuentra en el extremo de un hilo, como se muestra en la figura, tiene una
masa de 0.60 g y está en un campo eléctrico horizontal de intensidad 700 N/C. Se encuentra en equilibrio
en la posición que se muestra. ¿Cuál es la magnitud y el signo de la carga de la bola? Res. – 3.1 µC
20) Un electrón (q = - e = -1.6x10
-19
C , m = 9.1x10
-31
Kg) se proyecta en el eje de las x con una rapidez inicial
de 3.0x10
6
m/s. Se mueve 45 cm y se detiene debido a un campo eléctrico uniforme en la región.
Encuentre la magnitud y dirección del campo. Res. 57 N/C en dirección +x
+ -5.0 cm 5.0 cm
P
q1= + 20 x 10 -8
C q2 = -5.0 x 10 -8
C
20°
E = 700 N/C