Física III (222 Problemas Resueltos)

Escoja cinco problemas cualesquiera y resuélvalos.
(10 ptos)
01. Supóngase que se quitan todos los electrones de una moneda de cobre, cuya masa es 2,7
g, y que son colocadas a una distancia de 2 m de los núcleos de cobre que quedan.
¿Cuál es la magnitud de la fuerza de atracción eléctrica sobre los electrones? En cada
átomo de cobre hay 29 electrones. (M=63,5 g/mol, N A =6,022 10 23 átomos/mol)
a) 2,8 10 19 N b) 3,2 10 19 N c) 3,6 10 19 N d) 4,0 10 19 N e) 4,4 10 19 N
02. En la Fig.01, las esferas idénticas A y B inicialmente descargadas y conectadas a las pa
redes mediante resortes de constantes elásticas k A =5 dina/cm, k B =2 dina/cm, están sepa
radas por una distancia de d=5 cm. Si una esfera C de igual tamaño de carga Q=
+6,672 nC se pone en contacto primero con la esfera A y luego con B, hallar la nueva
distancia de separación entre las esferas A y B. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , 1 dina=10 -5 N)
a) 5,38 cm b) 5,68 cm c) 5,98 cm d) 6,28 cm e) 6,58 cm
03. En la Fig.02, la carga puntual q o =-4 pC se desplaza de izquierda a derecha a lo largo de
la recta paralela al eje X. Hallar el trabajo del campo de la carga Q=+8 nC, para el tra
yecto AB. (k= 9 10 9 N m 2 /C 2 , a=30 cm, b=40 cm. p=10 -12 )
a) -140 pJ b) +140 pJ c) -144 pJ d) +144 pJ e) -148 pJ
d
q o
Y
A
a
B
k A
A
B
k B
b
Q
X
Fig.01
Fig.02
04. En tres vértices de un paralelogramo regular de lados a=15 cm, b=20 cm, se encuen
tran cargas puntuales iguales a Q 1 =+20 pC, Q 2 =+7 pC, Q 3 =+30 pC. El angulo del vérti
ce en el que se encuentra Q 2 es de =164 o . (k=9 10 9 N m 2 / C 2 , p=10 -12 )
I) Hallar la magnitud del campo eléctrico en el vértice vació opuesto a la carga Q 2 .
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
II) Hallar la dirección del campo eléctrico en el vértice vació opuesto a la carga Q 2 .
a)
o
72 17´49" b)
o
72 27´49" c)
o
72 37´49" d)
o
72 47´49" e)
o
72 57´49"
05. ¿Qué trabajo se debe hacer para colocar ocho cargas puntuales idénticas de q=5 nC en
los vértices de un cubo de lados a=20 cm? (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , n=10 -9 , =10 -6 )
a) 25,05 J b) 25,25 J c) 25,45 J d) 25,65 J e) 25,85 J
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