Universidad de los Andes
Facultad de Ciencias
Departamento de Física

Problemario 3 de Física 21: Electricidad

  1. Dos esferas conductoras idénticas, que tienen cargas de signos opuestos, se atraen con una fuerza de 0,108 N cuando están separadas 50 cm. Las esferas se conectan  mediante un alambre conductor delgado, que inmediatamente es removido, y a continuación se repelen con una fuerza de 0,0360 N. ¿cuáles eran las cargas iniciales de las esferas?.
  2. Dos cargas puntuales libres +q y +4q se encuentran separadas una distancia L. Se coloca una tercera carga de tal forma que el sistema completo se encuentra en equilibrio. (a) Encuentre el signo, magnitud, y localización de la tercera carga. (b) Demuestre que el equilibrio es inestable.
  3. Una carga Q esta fija en los vértices opuestos de un cuadrilátero. Una carga q se coloca en los otros dos vértices. (a) Si la fuerza eléctrica resultante sobre Q es cero, ¿cómo están relacionadas Q y q? (b) ¿se puede escoger q para hacer que la fuerza eléctrica resultante sea nula sobre cada carga?. Explique su respuesta.
  4. Un cubo de dimensión característica a tiene una carga q  en cada vértice. Encuentre la fuerza eléctrica resultante sobre cada una de la cargas.
  5. Dos cargas positivas +Q están fijas y separadas una distancia d. Una partícula de carga negativa -q y masa m se coloca justo en el centro entre ellas. Luego, dándole un pequeño desplazamiento perpendicular a la línea que las une, es liberada. Demuestre que la partícula describe un movimiento armónico simple y encuentre su período.
  6. Calcule el período de oscilación de una partícula con carga +q positiva desplazada del centro a lo largo de la línea que une a las cargas del problema anterior.
  7. ¿ A qué distancia a lo largo del eje de un disco cargado de radio R es la intensidad del campo eléctrico igual a la mitad del valor del campo en el centro de la superficie del disco?
  8. ¿A qué distancia a lo largo del eje de un anillo cargado de radio R, tiene un máximo la intensidad del campo eléctrico axial?
  9. Los valores medidos del campo eléctrico E a una distancia z a lo largo del eje de un disco (de plástico) cargado son: z(cm)     E(10MN/C)

  10. 0         2,042
    1         1,732
    2         1,442
    3         1,187
    4         0,972
    5         0,797.
    Calcule (a) el radio del disco (b) la carga sobre el disco.
  11. Una barra de vidrio muy delgada es doblada en forma de semicírculo de radio r. Una carga +q se distribuye uniformemente a lo largo de la mitad superior y una carga -q es uniformemente distribuida a lo largo de la mitad inferior. Encontrar el campo eléctrico E en el centro P del semicírculo.
  12. Un hemisferio no conductor de radio interior R tiene una carga total q distribuida uniformemente sobre la superficie interior. Encuentre el campo eléctrico en el centro de curvatura.
  13. Una carga puntual +q está a una distancia d/2 de una superficie cuadrada de dimensión d y está directamente sobre el centro del cuadrado. Encuentre el flujo a través del cuadrilátero.
  14. Una carga puntual se coloca en un vértice de un cubo de dimensión característica a. ¿Cuál es el flujo a través de cada cara del cubo?
  15. Una pequeña esfera cuya masa m es 1,12 mg porta una carga q=19,7 nC. La esfera queda suspendida en el campo gravitacional terrestre de un hilo que forma un ángulo de 27,4° con una hoja no conductora muy grande y uniformemente cargada. Calcule la densidad de carga uniforme de la hoja.
  16. Una superficie muy grande, plana y no conductora porta una densidad uniforme de carga. Un pequeño corte circular de radio R se ha realizado en el centro de la hoja. Calcule el campo eléctrico en el punto P, a una distancia z del centro del hueco a lo largo del eje.


Prof. W. Barreto
15.01.04 (última versión)