Facultad de Química 2015-2

Grupo 15 Salón 212

Física 2, SERIE 4 GPO 15 (2015-2)

40. Un dipolo eléctrico de carga 3.5 nC se orienta de forma que la carga positiva se

encuentra en el punto (-1.20 mm, 1.10 mm) y la negativa en el punto (1.4 mm, 1.30 mm).

a) Calcula el momento dipolar eléctrico

b) Si el dipolo se ubica en un campo eléctrico dado por el vector E = (7800 i + 4900 j) N/C;

encuentre la torca que actúa sobre el dipolo y la energía potencial del dipolo para esa

orientación.

c) Si la orientación del dipolo cambia debido a la presencia del campo eléctrico, encuentra

la diferencia entre su energía potencial máxima y mínima.

38. Considera la molécula de H2O mostrada en la figura y

calcula el campo eléctrico que producen las cargas nucleares

(positivas) sobre el punto P ubicado a 1.20x10-10

m a la derecha

del núcleo de oxígeno.

41. Una carga puntual q1= 2.40 μC se mantiene inmóvil en el origen. Una segunda carga

puntual q2 = - 4.30 μC se traslada del punto (0.150m ,0 m) al punto (0.250m ,0.250 m).

¿Cuánto trabajo realiza la fuerza eléctrica sobre q2?

42. Un dipolo eléctrico de carga 3.5 nC se orienta de forma que la carga positiva se

encuentra en el punto (-1.20 mm, 1.10 mm) y la negativa en el punto (1.4 mm, 1.30 mm).

a) Calcula el momento dipolar eléctrico

b) Si el dipolo se ubica en un campo eléctrico dado por el vector E = (7800 i + 4900 j) N/C;

encuentre la torca que actúa sobre el dipolo y la energía potencial del dipolo para esa

orientación.

c) Si la orientación del dipolo cambia debido a la presencia del campo eléctrico, encuentra

la diferencia entre las energías potenciales máxima y mínima.

43. Una carga puntual q1 se mantiene fija en el origen. Se coloca una segunda carga q2 en el

punto A y la energía potencial eléctrica del par de cargas es +5.4x10-8

J. Cuando la segunda

carga se traslada a un punto B la fuerza eléctrica sobre la carga realiza un trabajo negativo

de -1.9x10-8

J ¿Cuál es la energía potencial eléctrica del par de cargas cuando la segunda

está en el punto B?

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44. Una partícula pequeña con carga -5μC y masa 2x10-4

kg se traslada desde A, donde el

potencial eléctrico es VA = +200V, al punto B donde el potencial VB = +800 V. La fuerza

eléctrica es la única fuerza que actúa sobre la partícula. En el punto A la partícula tiene una

rapidez de 5 m/s. ¿Cuál es la rapidez en el punto B? ¿Se traslada con mayor rapidez o más

lentamente en B que en A?

45. Dos placas infinitas conductoras paralelas con cargas opuestas de igual magnitud están

separadas por una distancia de 2.20 cm. a) Si la magnitud de la densidad de carga

superficial de cada placa es de 47 nC/m2 ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico en la

región entre las placas? b) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las dos placas? c) Si se

duplica la separación entre las placas pero se mantiene constante la densidad de carga

superficial (47 nC/m2) ¿qué le ocurre a la magnitud del campo eléctrico y a la diferencia de

potencial?

46. Un dipolo eléctrico consiste de dos cargas de igual

magnitud y signos opuestos separados por una distancia

2a, como se muestra en la figura. El dipolo se ubica a lo

largo del eje x y está centrado en el origen. Calcular el

potencial eléctrico en el punto P

47. Cuatro cargas idénticas (q=10μC) se localizan en

las esquinas de un rectángulo como se muestra en la

figura. Las dimensiones del rectángulo son L=60cm y

W=15cm.

a) Calcular la energía potencial eléctrica (Ue) sobre la

carga de la esquina inferior izquierda debido a las otras

tres cargas.

48. Para el arreglo de cargas eléctricas mostrado

en la figura

a) Determina en que puntos sobre el eje X el

potencial eléctrico vale cero., aparte de aquellos

puntos ubicados en el infinito.

b) Calcula el trabajo que se necesita para llevar

una tercera carga de valor +e hasta un punto

ubicado en a/2

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49. El potencial eléctrico en una región ubicada entre los puntos x = 0 m y x = 6m está dado

por la expresión V = a + b x donde a = 10V y b = – 7V/m. Calcula el campo eléctrico en el

punto x = 3m.

50. En cierta región del espacio, el potencial eléctrico es V(x,y,z)=Axy-Bx2+Cy, donde A,B

y C son constantes positivas. Calcule las componentes del campo (Ex, Ey, Ez) y encuentre

los puntos en los que el campo eléctrico es cero.

51. Calcula la diferencia de potencial eléctrico que llevará al reposo a un ion de cobre Cu2+

,

cuya energía cinética inicial es de 3.2x10-17

J.

52. En el tratamiento de N. Bohr, una especie hidrogenoide como el He+

, tendría un núcleo

con dos protones y un solo electrón en una órbita de radio 2.645x10-11

m. Calcula el valor

del potencial electrico que experimenta el electrón en esta orbita y la energía electrostática

del arreglo.

53. Una carga positiva de +4.50 μC se mantiene fija en un punto. Una partícula de masa 6

gramos y carga +3μC se dispara con una velocidad inicial de v0 = 66 m / s directamente

hacia la carga fija desde una distancia de 4.20 cm. ¿Qué tan cerca queda la carga en

movimiento de la carga fija cuando se detiene y comience a alejarse de ella? (vea la figura)

54. Calcula el potencial eléctrico sobre el punto P

que generan las tres cargas puntuales mostradas en

la figura. Los valores de a y b son de 8m y 6m

respectivamente. Los valores de las cargas son:

q1= 1.5μC , q2 = 2.5μC y q3 = -3.5μC.

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55. Para la varilla con distribución de

carga lineal mostrada en la figura,

calcula el potencial eléctrico que la

varilla produce sobre un punto

ubicado a una altura “d” justo a la

mitad de la longitud de la varilla.

Responda las siguientes preguntas:

56. ¿Es posible que la magnitud del campo eléctrico sea cero en un punto cualquiera donde

el valor del potencial eléctrico no es cero?, ¿Puede el potencial eléctrico valer cero donde el

campo eléctrico no vale cero?

57 ¿Cuál es la diferencia entre potencial eléctrico y la energía potencial eléctrica?

58. Una carga eléctrica negativa se mueve en la dirección de un campo eléctrico uniforme.

Que pasa con la energía potencial de la carga, ¿aumenta? ó ¿disminuye?. Respecto al

potencial eléctrico de la carga, ¿Se mueve a una posición de mayor potencial o a una de

menor potencial?

59. Si el campo eléctrico es cero dentro de la cavidad que encierra un cascaron esférico

hueco con carga eléctrica uniforme, ¿Esto implica que el potencial eléctrico dentro de la

cavidad sea cero? (explique)

60. El potencial eléctrico de una carga puntual se considera cero para una distancia “r”

infinita. ¿Es valido decir que el potencial de una línea infinita de carga es cero en r = ∞?

61. Un campo eléctrico es paralelo al eje x. ¿En que dirección puede ser desplazada una

carga eléctrica dentro de la región de este campo sin que ningún trabajo externo se realice

sobre ella?