1. Electrosttica

2. Resolver los siguientes problemas del captulo 23 (a partir de la pgina 734) del texto gua: 7 19 2526 28 33 34 35 40 49 50 53 59 3. Qu es la electricidad? Es la parte de la fsica que describe los fenmenos asociados con la interaccin entre objetoselctricamente cargados . Qu es la electrosttica? Es la parte de la fsica que describe los fenmenos asociados con la interaccin entre objetoselctricamente cargados que se encuentran en reposo . Igual que la masa, lacarga elctricaes una propiedad fundamental de la materia. La carga elctrica est asociada con partculas que constituyen el tomo: el electrn y el protn. 4. Si una barra de caucho se frota con un pao de lana, se electriza. Lo mismo sucede si una varilla de vidrio se frota con un pao de seda. A mbas varillas pueden atraer objetos ligeros, como hilos o trocitos de papel,La propiedad elctrica adquirida no es equivalente en ambos casos. As, puede observarse que dos barras de caucho electrizadas se repelen entre s, y lo mismo sucede en el caso de que ambas sean de vidrio. Sin embargo, la barra de caucho es capaz de atraer a la de vidrio y viceversa. 5. Ley de las cargas Cargas iguales se repelen entre s, y cargas desiguales se atraen entre s. 6. Por qu tantas cosas en este mundo comparten las mismas caractersticas?De qu est hecho el mundo?

• El hombre lleg a comprender que la materia de la que est hecho el mundo, es realmente un conglomerado de unos pocosbloques constructivos fundamentales .

Cuando decimos bloques constructivos fundamentales, significa objetos que son simples y sin estructura -- no estn hechos con otros objetos ms chicos. 7. Es el tomo fundamental?

Alrededor de 1900, la gente pensaba que los tomos eran pequeas bolitas.

Es el ncleo fundamental?

Muchos aos ms tarde, los cientficos descubrieron que el ncleo est compuesto de protones (p) y neutrones (n).

Son fundamentales los protones y los neutrones?

Resulta que incluso los protones y los neutrones no son fundamentales -- estn compuestos por partculas ms fundamentales llamadas quarks.

Los fsicos ahora creen que los quarks y los electrones SON fundamentales .(Sin embargo, sta es una pregunta que slo puede responderse en forma experimental.) 8. El modelo atmico distorsionado Si esta figura estuviera dibujada a escala, con los protones y neutronesde1 centmetro de dimetro, entonces los electrones y los quarks seran ms pequeos que el dimetro de un cabello y el dimetro del tomo entero sera ms grande que el largo de 30 campos de ftbol. 9. Los quarks y la escala de las cosas Se sabe con certeza que los quarks y electrones son ms pequeos que 10 18m. Tambin es posible que los quarks y electrones no sean fundamentales sino que estn compuestos de partculas ms fundamentales. 10.

Para explicar como se origina la electricidad esttica, hemos de considerar que la materia est hecha de tomos, y los tomos de partculas cargadas, un ncleo rodeado de una nube de electrones.

Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo nmero de cargas positivas y negativas.

11. La carga sobre un electrn y aquella sobre un protn son iguales en magnitud, pero opuestas en signo. La magnitud de la carga sobre un electrn es abreviada con e y es la unidad de carga fundamental, ya que es la carga ms pequea observada en la naturaleza. La unidad SI de carga es elcoulomb (C) , llamada as en honor del fsico francs Charles Coulomb (1736-1806). Carga netasignifica que el objeto tiene un exceso de cargas positivas o negativas. e = 1.610 19C La carga neta en un sistema aislado permanece constante. La carga neta est cuantizada . 12. Conductores, semiconductores y aislantes 13. El electroscopio Es un dispositivo usado para demostrar la caracterstica de la carga elctrica. 14. Carga por friccin Es posible dar a un objeto una carga neta porcarga electrosttica . El trmino se refiere a cualquier proceso por medio del cual un aislante o un conductor aislado recibe una carga neta. 15. Carga por conduccin (contacto) 16. Carga por induccin 17. Separacin de carga por polarizacin Un objeto puede tener una carga mvil dentro de l y no obstante mantener una carga neta de cero. En este caso, la induccin genera una polarizacin, o separacin de carga. 18. Fuerza elctrica Charles Coulomb utiliz un pndulo de torsin para establecer la magnitud de la fuerza elctrica entre dos cargas puntuales (Ley de Coulomb). 19. k en el SI es igual a: 8.98810 9Nm 2 /C 2 k est conformada por otras dos constantes

• • = 3.14159265.

• • 0= 8.85410 12C 2 /(Nm 2 )

• • llamada la permitividad del espacio libre (vaco)

20. Al peinar el cabello seco con un peine de caucho, el peine puede adquirir una carga neta negativa. El peine cargado puede entonces usarse para atraer y recoger pequeas piezas de papel no cargado. Esto parecera violar la ley de la fuerza de Coulomb. Como el papel no tiene carga neta, usted podra esperar que no hubiese fuerza elctrica sobre l. Qu mecanismo de carga explica este fenmeno, y cmo lo explica? El fenmeno antes descrito le da a usted el signo de la carga sobre el peine? Explique por qu s o por qu no. 21. Dos cargas puntuales de 1.0 nC y +2.0 nC estn separadas 0.30 m. Cul es la fuerza elctrica sobre cada partcula? F 12= F 21= 0.2010 6N = 0.20 N 22. Dos cargas puntuales, Q 1y Q 2 , interactan simultneamente sobre Q 3 . Determine la fuerza resultante que acta sobre Q 3 . + + - 40 cm 30 cm Q 1 Q 2 Q 3 Q 3= + 50 C Q 1=60 C Q 2= + 40 C F 3 37 F 3= 120 N = 159 F 31 F 13 F 32 F 23 F 31 F 32 23. Una configuracin de tres cargas se muestra en la figura. Cul es la fuerza electrosttica sobre q 3 ? 24. F 31= F 32= 0.27 N F 3y= 0 F 3x= 2F 31 cos37 = 0.43 NF 3= 0.43 Ni Calcule la fuerza F 1sobre q 1 . 25. Campo El ctrico Los campos de fuerza pueden actuar a travs del espacio produciendo un efecto incluso cuando no exista contacto fsico entre los objetos . Se dice que existe uncampo elctricoen la regin del espacio que rodea a un objeto cargado. La intensidad (magnitud) del campo elctrico en la ubicacin de una carga de prueba se define como la fuerza elctricapor unidad de carga . Cuando otro objeto cargado ingresa a este campo elctrico, una fuerza elctrica acta sobre l. 26. Unidad SI del campo elctrico: N/C La direccin del campo elctrico es en la direccin de la fuerza experimentada por una carga de prueba positiva 27. Campo elctrico creado por una carga puntual 28. Para una configuracin de cargas, el campo elctrico total o neto en cualquier punto es la suma vectorial de los campos elctricos debido a las cargas individuales. 29. Dos cargas puntuales son colocadas sobre el eje x como se muestra en la figura. Encuentre las localidades sobre el eje donde el campo elctrico es nulo. 30. Calcule la magnitud y direccin del campo elctrico en el origen debido a este arreglo de cargas. E 1= 7.3510 2N/C E 2= 7.2010 2N/C E 3 = 8.4410 2N/C E x= E 1+ E 2= 1.4610 3N/CE y= E 3= 8.4410 2N/C E = 1.6910 3N/C a= 30 31. Lneas elctricas de fuerza (lneas de campo elctrico) Son una visualizacin grfica del campo elctrico y son creadas conectando vectores de campo elctrico. Estn sujetas a las siguientes reglas:

Entre ms cerca estn las lneas de campo, ms intenso es el campo elctrico.

En cualquier punto, la direccin del campo elctrico es tangente a las lneas de campo.

Las lneas de campo elctrico empiezan en cargas positivas y terminan en cargas negativas.

El nmero de lneas que salen o entran a una carga es proporcional a la magnitud de esa carga.

Las lneas de campo elctrico nunca pueden cruzarse.

32. 33. Cuntas lneas salen de la carga mostrada? 34. 35. 36. 37. Campo elctrico de una distribucin de carga continua 38. 39. Densidad de carga 40. 41. El campo elctrico debido a una barra cargada 42. El campo elctrico de un anillo de carga uniforme 43. El campo elctrico de un disco cargado uniformemente