Física III (222 Problemas Resueltos)

Universidad Nacional Mayor de San Marcos
(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)
Facultad de Ing. Eléctrica y Electrónica
Segundo Examen de Física III
Resolver cinco problemas cualesquiera de los nueve propuestos.
(20 ptos)
01. Un capacitor de placas paralelas de área A=4 m 2 , y distancia de separación d=4 mm, lle
na con un dieléctrico de constante =3,4, se conecta a una batería de V=100 voltios. Se
retira el dieléctrico estando el capacitor conectado a la batería. Hallar el trabajo realizado
a) 106 J b) 126 J c) 146 J d) 166 J e) 186 J
02. El campo eléctrico entre las placas de un capacitor separado con papel de constante die
léctrica =3,75 es de E=9,21 10 4 V/m. Las placas están separadas por la distancia de
d=1,95 mm, y la carga en cada placa es de Q=0,675 C. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , =10 -6 ,
n=10 -9 )
I) Hallar la capacitancia de este capacitor.
a) 3,16 nF b) 3,36 nF c) 3,56 nF d) 3,76 nF e) 3,96 nF
II) Hallar el área de la superficie de cada placa.
a) 0,201 m 2 b) 0,221 m 2 c) 0,241 m 2 d) 0,261 m 2 e) 0,281 m 2
03. Un capacitor de placas paralelas cuadradas de lados l=12 cm separados por la distancia
de d=0,10 mm de plástico de constante dieléctrica =3,1. Las placas están conectadas a
una batería haciendo que adquieran cargas opuestas. Las placas que se atraen entre si,
ejercen una presión sobre el dieléctrico de P=40 Pa. Hallar el voltaje de la batería.
a) 171 V b) 173 V c) 175 V d) 177 V e) 179 V
04. En la Fig.01, el conductor interno de radio "a" del cable coaxial puede deslizarse por la
cavidad cilíndrica dieléctrica protectora (caucho) de radios interno "a" y externo "b"
(b=2a), y constante dieléctrica k=2. Hallar la magnitud de la fuerza ejercida sobre el con
ductor interno de radio "a", sabiendo que la diferencia de potencial es V=200 voltios.
(Despreciar los efectos de la fricción, k=9 10 9 N m 2 /C 2 )
a) 1,2 N b) 3,2 N c) 5,2 N d) 7,2 N e) 9,2 N
05. En la Fig.02, el extremo inferior del condensador de placas planas paralelas separadas
por una distancia d=2 cm, se sumerge verticalmente en kerosene de constante dieléctrica
k=2 y densidad de masa D=800 kg/m 3 . Hallar la altura "h" del dieléctrico, cuando las
placas se someten a una diferencia de potencial de V=250 voltios. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 ,
g=10 m/s 2 , n=10 -9 )
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