Física III (222 Problemas Resueltos)

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12. La esferita de un péndulo de longitud l=103 cm, tiene una masa de m=1,5 g y carga q= 24,4 nC. El periodo de oscilación del péndulo, en un campo eléctrico vertical hacia arri ba es T 1 =1,8 s, y de un campo vertical hacia abajo T 2 =2,3 s. Hallar la magnitud del cam po eléctrico. (g=10 m/s 2 , k=10 3 ) a) 110 kV b) 120 kV c) 130 kV d) 140 kV e) 150 kV 13. Se colocan cargas puntuales idénticas q=+5 C en los vértices opuestos de un cuadrado de lados a=0,2 m. Una carga puntual q o =-2 C se sitúa en uno de los vértices vacíos. Ha llar el trabajo que hace la fuerza eléctrica cuando la carga "q o " se traslada al otro vértice vació. a) 0 J b) 1 J c) 2 J d) 3 J e) 4 J 14. En la Fig.07, se muestra las posiciones que ocupan los electrones y el núcleo de un áto mo de helio, en cierto instante. Hallar la energía potencial eléctrica de este sistema de car gas. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , e=-1,6 10 -19 C, d=2 10 -11 m, 1 eV=1,6 10 -19 joules) a) +250 eV b) -250 V c) +270 V d) -270 V e) +290 V 15. En la Fig.08, el dispositivo eléctrico esta constituido por filamentos muy delgados de densidad de carga lineal =50 pC/m. Hallar el potencial eléctrico en el centro 0. (k= 9 10 9 N m 2 /C 2 , a=10 cm, b=20 cm, p=10 -12 , usar: ln(x)) a) 6,1 V b) 6,3 V c) 6,5 V d) 6,7 V e) 6,9 V d d b -e +2e -e núcleo 0 a Fig.07 Fig.08 16. En los vértices de un hexágono regular de lados a=10 cm, se ubican alternadamente car gas puntuales Q=+4 nC y Q=-4 nC. Hallar la energía potencial electrostática de este siste ma de seis cargas. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , n=10 -9 , =10 -6 ) a) -4,6 J b) +4,6 J c) -6,6 J d) +6,6 J e) -8,6 J RASA 323
Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Química e Ingeniería Química Primer Examen de <strong>Física</strong> <strong>III</strong> Resolver cinco problemas cualesquiera de los catorce propuestos . 01. En la Fig.01, los extremos de los alambres muy delgados en forma de semicircunferen cias de radios R=20 cm, y densidades de cargas " ", "2 ", "3 ", están unidos mediante un aislante en su diámetro común. Los planos de los semianillos forman entre si 120º. Hallar la magnitud de la fuerza sobre la carga de prueba "q o ", situada en su centro co mún. (k= 9 10 9 N m 2 /C 2 , =8 pC/m, p=10 -12 ) a) 1,0 q o b) 1,2 q o c) 1,4 q o d) 1,6 q o e) 1,8 q o 02. En la Fig.28, el disco de plástico muy delgado de radio "R", tiene una densidad de carga superficial uniforme " ". (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 ) I) Demostrar que la fuerza sobre la carga de prueba "q o ", situada a una distancia "d" del centro del disco, viene dado por: F= (q o II) Evaluar la fuerza "F" sobre la carga /2 o )[1-d/ 2 2 d R ]. "q o ", para: R=20 cm, =80 pC/m 2 , y R= 3 d. a) 2,06q o b) 2,26q o c) 2,46q o d) 2,66q o e) 2,86q o 3 q o R d q o R 2 0 R Fig.01 Fig.02 03. Se tiene un anillo de plástico muy delgado de radios interior "a", exterior "b" (b=4a), y densidad de carga superficial uniforme de =80 pC/m 2 . Hallar la fuerza que ejerce el ani llo sobre una carga de prueba "q o " situada en su centro de curvatura. (Utilizar: ln(x), k= 9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 ) a) q o b) 2q o c) 3q o d) 4q o e) 5q o 04.Se tiene una lámina muy delgada infinita de densidad de carga superficial uniforme " ". I) Demostrar que la fuerza que ejerce la lámina sobre una carga de prueba "q o ", situado a 324
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