Física III (222 Problemas Resueltos)

Escoja dos problemas cualesquiera y resuélvalos.
(10 ptos)
01. ¿Cuántos electrones y protones existen en un organismo humano de masa m=73 kg. La
composición aproximada del cuerpo humano es 70 % de oxigeno, 20 % de carbono y
10 % de hidrógeno, masas moleculares 16 g/mol, 12 g/mol, 1,01 g/mol, número de Avo
gadro N A =6,022 10 23 átomos/mol, carga electrón e=-1,6 10 -19 C.
a) 1,41 10 28 b) 2,41 10 28 c) 3,41 10 28 d) 4,41 10 28 e) 5,41 10 28
02. En la Fig.01, en los vértices y el centro del cuadrado de lado a=0,2 mm se encuentran
esferitas en equilibrio, conectadas mediante hilos no tensados. El cuadrado se encuentra
en un plano horizontal. Si a cada una de las esferitas se suministra cargas de q=+4 nC.
Hallar la tensión del hilo que une dos esferitas situadas en un mismo lado. (k=9 10 9
N m 2 /C 2 )
a) 9,16 N b) 9,36 N c) 9,56 N d) 9,76 N e) 9,96 N
03. En la Fig.02, la bolita de carga eléctrica q o =-4 nC, que esta suspendido del hilo metálico
de diámetro D=2 mm, módulo de Young E=11,9 10 10 Pa, se encuentra a una distancia
de d=10 cm de la lámina conductora cuadrada de lados a=20 cm y densidad de carga u
niforme =60 nC/m 2 . Hallar la deformación unitaria que experimenta la longitud del hi
lo. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , n=10 -9 , p=10 -12 )
a) 12,2 pm b) 32,2 pm c) 52,2 pm d) 72,2 pm e) 92,2 pm
q
a
q
l
a
q
a
d
q
a
q
a
a
Fig.01
Fig.02
04. En la Fig.03, cada una de las tres cuartas partes del arco de anillo muy delgado de radio
R=20 cm tienen densidades de carga lineal de = 80 pC/m. Hallar la magnitud del
campo eléctrico en el centro 0 del arco de anillo. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 )
a) 11,18 N/C b) 11,38 N/C c) 11,58 N/C d) 11,78 N/C e) 11,98 N/C
05.En una región R del espacio libre, existe un campo eléctrico, cuya expresión en coorde
nadas rectangulares es: E =(16xy-z) î +8x2 ĵ-x ˆk (N/C)
I) Indicar si el campo eléctrico E es conservativo o no.
II) Hallar el flujo neto del campo E sobre el cubo definido por: 0 < x, y, z < 1 m.
a) 5 N m 2 /C b) 6 N m 2 /C c) 7 N m 2 /C d) 8 N m 2 /C e) 9 N m 2 /C
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