Física III (222 Problemas Resueltos)

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Ingeniería de Sistemas Primer examen de Electromagnetismo Conteste o complete brevemente las siguientes preguntas. Sistemas (10 ptos) 01. Decir por que las líneas de campo eléctrico, creado por una esfera conductora cargada, no se cruzan entre si,---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 02. Decir por que, el trabajo para trasladar una carga puntual, entre dos puntos del campo creado por una esfe ra conductora cargada es independiente de la trayectoria------------------------------------------------------------ 03. Un dipolo eléctrico es un sistema formado por dos cargas puntuales de signos iguales, separados por una pequeña distancia, indicar si esta afirmación es verdadero (V) o falso (F). 04. Si en cierta región R, el campo eléctrico es nulo, puede afirmarse que el potencial eléctrico en puntos de dicha región, siempre es nulo, indicar si esta afirmación es verdadero (V) o falso (F). 05.Escriba los tipos de interacciones que existen en la naturaleza, según un orden creciente de sus intensida des relativas---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 06.Escriba tres principios de la carga eléctrica---------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 07.Una jaula de Faraday es---------------------------------------------------------------------------dos aplicaciones del efecto de la jaula de Faraday son----------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 08.Escriba tres métodos de electrización de un cuerpo------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 09.Escriba dos propiedades o comportamiento del campo eléctrico en los conductores---------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10. Se dice que una carga eléctrica es puntual cuando-------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 183
Escoger dos problemas cualesquiera, y presentar su solución y respuesta. (10 ptos) 01. Se tiene un vaso cilíndrico de radio R=4 cm, altura h=10 cm, lleno con agua de densidad =1 g/cm 3 . Hallar el número de electrones contenidos en el vaso con agua.(e=-1,602 10 -19 C, N A =6,023 10 23 moléculas/mol,). a) 1,68.10 26 b) 2,68.10 26 c) 3,68.10 26 d) 4,68.10 26 e) 5,68.10 26 02. En la Fig.01, las canicas muy pequeñas de masas m=120 g, cargas q= 800 nC, están a u na distancia 2R o (R o =5 cm), sobre la varilla aislante de masa despreciable, la cual, gira con una velocidad angular de o. Las canicas pueden deslizarse sin fricción, sobre la vari lla. Hallar el cambio que experimenta la fuerza eléctrica, al disminuir la velocidad angu lar a o/4. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , n=10 -9 , m=10 -3 ) a) 412 mN b) 432 mN c) 452 mN d) 472 mN e) 492 mN 03. En la Fig.02, en tres vértices del paralelogramo regular de lados a=15 cm, b=20 cm, se en cuentran cargas puntuales iguales a Q 1 =+20 pC, Q 2 =+7 pC, Q 3 =+30 pC. Hallar la magni tud del campo eléctrico en el vértice P del paralelogramo. (k=9 10 9 N m 2 / C 2 , p=10 -12 ) a) 10,4 N/C b) 11,4 N/C c) 12,4 N/C d) 13,4 N/C e) 14,4 N/C o Q 1 P m +q R o R o m -q 15cm 16 o Q 20cm 2 Q 3 Fig.01 Fig.02 04. Un electrón de masa m=9,1 10 -31 kg y carga eléctrica e=1,6 10 -19 C se encuentra a una dis tancia de 2 cm de un alambre muy largo y se acerca a el con aceleración de a=1,5 10 13 m/s 2 . Hallar la densidad lineal de carga uniforme de este alambre. (k = 9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 ) a) 94,0 pC/m b) 94,2 pC/m c) 94,4 pC/m d) 94,6 pC/m e) 94,8 pC/m 05. Cuatro electrones (e) se ubican en los vértices de un cuadrado de lados a=10 nm, con una partícula alfa situado en el centro. Hallar el trabajo que se debe hacer para ubicar a la partí cula alfa en el punto medio de uno de los lados del cuadrado. (e=-1,6 10 -19 C, k=9 10 9 N m 2 /C 2 , 1 eV=1,6.10 -19 J, n=10 -9 ) a) +0,552 eV b) -0,552 eV c) +0,852 eV d) -0,852 eV e) +0,152 eV 06. Se tienen dos anillos idénticos de alambre muy delgados de radios R=15 cm, cargas eléc tricas de q= 50 pC cada una, contenidos en planos paralelos, separados por una distancia de d= 3R. Hallar la diferencia de potencial entre los centros de los anillos cargados posi tivamente y negativamente. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 ) 184
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