viernes, 4 de febrero de 2011

Tema 24

Capítulo 24. El campo eléctrico



La intensidad de campo eléctrico

24-1. Un cargo de + 2 m c colocado en un punto p en un campo eléctrico experimenta una fuerza descendente de 8 x 10 -4 N. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico en ese momento?



24-2. Un cargo de CN – 5 se coloca en el punto p en problema 24-1. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza bajo el cargo de CN – 5? (Dirección de la fuerza f es el campo opuesto E)



24-3. Un cargo de – 3 m c puestos a punto a experimenta una fuerza descendente de 6 x 10 -5 N. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico en el punto A?




24-4. En cierto punto, la intensidad de campo eléctrico es 40 N/C, debido oriental. Un cargo desconocido, recibe una fuerza hacia el oeste de 5 x 10 -5 N. ¿Cuál es la naturaleza y la magnitud de la carga?

Si la fuerza en el cargo está frente al campo E, debe ser una carga negativa.



24-5. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza que actuaría en un electrón (q = -1,6 x 10 -19 C) si se colocaron en (un) punto p en problema 24-1? ¿(b) punto a en problema 24-3?

La fuerza eléctrica en un electrón siempre será frente al campo eléctrico.



24-6. Lo que debe ser la magnitud y la dirección de la intensidad de campo eléctrico entre dos placas horizontales si quiere producir una fuerza ascendente de 6 x 10 -4 N en un + 60- m cargo C? (La fuerza hacia arriba en + q significa e también es hacia arriba.)




24-7. El campo eléctrico uniforme entre dos placas horizontales es de 8 x 10 4 C. La placa superior es cargada positivamente y la placa inferior tiene una carga negativa igual. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la constituida fuerza eléctrica en un electrón en horizontal pasa a través de las placas? (El campo eléctrico es de + a-, es decir, hacia abajo; fuerza sobre e es acribilladas)



24-8. Encontrar la intensidad de campo eléctrico en un punto P, situado a la izquierda de un 8 - de 6 mm m c cargo. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza bajo la acusación de: 2-nC puesta a punto P?





24-9. Determinar la intensidad de campo eléctrico en un punto P, situado a 4 cm por encima de un – 12 - m c cargo. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza en un + 3-CN cargo puestos a punto P?

Campo eléctrico será a la baja, ya que es la dirección que se movería una carga positiva.




24-10. Determinar la intensidad de campo eléctrica en el punto medio de una línea de 70 mm que se une un – 60 - m c cobrar con un + 40- m C cargo.



24-11. Un cargo de 8-nC está situado a 80 mm a la derecha de un + 4-cargo de CN. Determinar la intensidad de campo en el punto medio de una línea que une las dos cargas.



24-12. Encontrar la intensidad de campo eléctrico en un punto a la derecha de un cargo de 16-CN de 30 mm y 40 mm a la izquierda de un cargo de 9-nC.





24-13. Dos cargas iguales de signos opuestos están separados por una distancia horizontal de 60 mm. Si el campo eléctrico resultante en el punto medio de la línea es de 4 x 10 4 N/C. ¿Cuál es la magnitud de cada carga?

Igual y frente a cargos que campo en el centro

igual a la suma con tanto a izquierda o ambos a la derecha de los vectores...E R = E 1 + E 2 =E 1 + E 2



* 24-14. Un 20 - m cargo c es de 4 cm por encima de un desconocido carga q. ¿La intensidad eléctrica resultante en un punto de 1 cm por encima de los 20 - m cargo c es 2.20 x 10 9 N/C y se dirige hacia arriba? ¿Cuáles son la magnitud y el signo de la carga desconocida?




* 24-15. Un cargo de – 20 m C se coloca a 50 mm a la derecha de un 49 m c cargo. ¿Cuál es la intensidad de campo resultante en un punto situado a 24 mm directamente por encima de la – 20 - m cargo C?



*24-16. Dos cargas de + 12 CN y + 18 CN están separados horizontalmente por 28 mm. ¿Cuál es la intensidad de campo resultante en un punto de 20 mm de cada cargo y por encima de la línea que une las dos cargas?




24-17. Se coloca un cargo de CN + 4 en x = 0 y un + 6 CN cargo se coloca en la x = 4 cm en un eje x. ¿Encontrar el punto donde la intensidad de campo de eléctrico resultante será cero?





Aplicaciones de la Ley de Gauss

24-18. Uso la Ley de Gauss para mostrar que el campo fuera de una esfera sólida cargada en una distancia r desde su centro está dada por donde q es la carga total de la esfera.

Construir una superficie esférica gaussiana alrededor de la carga

esfera a la r de distancia de su centro. A continuación, tenemos






¿24-19. Un cargo de + 5 CN se coloca en la superficie de una esfera metálica hueca cuyo radio es de 3 cm. uso la Ley de Gauss para encontrar la intensidad de campo eléctrico a una distancia de 1 cm de la superficie de la esfera? ¿Cuál es el campo eléctrico en un punto de 1 cm de la superficie interna?

Dibujar una superficie gaussiana de radio R = 3 cm + 1 cm = 4 cm .

Esta superficie encierra una carga neta positiva de + 5 CN y

tiene una superficie de 4p R 2, por lo que nos da la Ley de Gauss:

(a)

; E = 2,81 x 10 4 N/C radialmente hacia el exterior.



(b) sorteo un gaussiano superficie justa dentro la esfera. Ahora, todos cargo reside en la superficie de la esfera, para que quede encerrada cero carga neta, y s e o AE = s q = 0.

E = 0, interior de esfera








24-20. Dos placas paralelas, cada 2 cm de ancho y 4 cm de largo, se apilan verticalmente para que la intensidad de campo entre las dos placas es 10.000 N/C dirigida hacia arriba. ¿Cuál es la carga en cada plato? Utilice primero la Ley de Gauss para encontrar e entre placas

Dibujo de cilindro gaussiano del área un que encierra cobrar q.



La densidad de carga q / un cerrado es el mismo que Q / A p para la placa. Encontrar primero q / A del inciso e:



Superficie gaussiano


24-21. Una esfera de 8 cm de diámetro tiene un cargo de 4 m c colocados en su superficie. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico en la superficie, 2 cm de la superficie exterior y 2 cm de la superficie interna?

4 cm


(a) dibujar gaussiano fuera justa superficie tan ese r = 4 cm

y encierra la carga neta de + 4uC . A continuación,



E = 2,25 x 10 7 N/C, radialmente hacia afuera

(b) superficie gaussiano de sorteo de radio R = 4 cm + 2 cm = 6 cm . Esta superficie encierra una carga neta positiva de + 4 CN y da la ley Gauss:

; E = 9,99 x 10 6 N/C radialmente hacia el exterior.



(b) ya no carga neta es dentro de la superficie, S e o AE = s q = 0.

E = 0, interior de esfera




Problemas de desafío

24-22. ¿Cómo lejos de un punto de cobrar de 90 CN voluntad la intensidad de campo ser 500 N/C?




; r = 1,27 m



24-23. La intensidad de campo eléctrico en un punto del espacio se encuentra para ser 5 x 10 5 N/C, dirigida debida al oeste. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza en un – 4 - m cargo c colocados en ese momento?

Tener en cuenta este positivo: F = qE = (-4 m C) (-5 x 10 5 N/C); N F = 2.00, este





24-24. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza en una partícula alfa (q = +3.2 x 10 -19 C) ya que pasa en un campo eléctrico al aumento de la intensidad de 8 x 10 4 N/C? (Elegir como +)

F = qE =(3.2 x 10 -19 C) (+ 8 x 10 4); F = 2,56 x 10 -14 N




24-25. ¿Cuál es la aceleración de un electrón (e = -1,6 x 10 -19 C) coloca en un campo de eléctrica a la baja constante de 4 x 10 5 N/C? ¿Cuál es la fuerza gravitacional en este cargo si m e = 9.11 x 10 -31 kg. (Elegir como +, lo que es, a continuación, E = -4 x 10 5 N/C .)

F = qE =(-1,6 x 10 -19 C) (-4 x 10 5 N/C); F = 6.40 x 10 -14 N, hacia arriba

W = mg =(9.11 x 10 -31 kg) (9,8 m/s 2); W = 8.93 x 10 -30 N, hacia abajo

El peso de un electrón es a menudo insignificante en comparación con fuerzas eléctricas!




24-26. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico en el punto medio de una línea de 40 mm entre un cargo 6-nC y un cargo de nacido-nC? ¿Qué fuerza actuará bajo la acusación de: 2-nC colocada en el punto medio?



; E R = E 1 + E 2(tanto a la derecha)

E R =1,35 x 10 5 N/C + 2.025 x 10 5 N/C; E R = 3,38 x 10 5 N/C, derecha



* 24-27. La densidad de carga en cada uno de dos placas paralelas es 4 m C/m 2. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico entre las placas? Recordar ques = q / A y ver Prob.24 -20 :






* 24-28. Un cargo de CN-2 se coloca en x = 0 en el eje x. Un cargo de CN + 8 se coloca en la x = 4 cm. ¿En qué punto la intensidad de campo eléctrico será igual a cero?

El punto sólo puede estar a la izquierda de la: 2 CN





* 24-29. Cargos de: 2 y + 4 m c se colocan en las esquinas de base de un triángulo equilátero con partes de 10 cm. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección del campo eléctrico en la esquina superior?





24-30. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza que actuaría en una: 2 - m cargo c colocados en el vértice del triángulo descrito por problema 24-29?

En primer lugar encontramos la magnitud: F = qE =(2 x 10 -6 C)(3.12 x 10 6 N/C); F = 6.24 n

La fuerza es frente a campo: q = 180 0 + 150 0 = 330 0 F = 6.24 N, 330 0



* 24-31. Una partícula de 20-mg se coloca en un campo a la baja uniforme de 2000 N/C. ¿Cuántos exceso de electrones se colocarán en la partícula para las fuerzas eléctricas y gravitacionales equilibrar? (La fuerza gravitacional debe equilibrar la fuerza eléctrica.)



* 24-32. Utilizar la Ley de Gauss para mostrar que la intensidad de campo eléctrico a distancia r de una línea infinita de forma gratuita está dada por





dondeles el cargo por unidad de longitud

Área de superficie gaussiano A = [(2 p R) L + 1 + 2 []



Los campos E 1 y E 2 están equilibrados a través de extremos:

Pero es la densidad de carga lineal l= q/L, por lo tanto:



* 24-33. Utilizar la Ley de Gauss para mostrar que el campo a las afueras de cualquier conductor sólido está dada por



Dibuje un cuadro de píldora cilíndrico como superficie gaussiano.

Las líneas de campo a través de los lados están equilibradas y el campo en la superficie es cero.

Por lo tanto, sólo una superficie debe ser considerado, el área a de la parte superior de la caja de la píldora.

; eOhEA = q;




* 24-34. ¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico 2 m de la superficie de una esfera de 20 cm de diámetro con una densidad de carga superficial de + 8 CN/m 2? [ A = 4pR 2; r = 2 m + 0,2 m = 2,2 m]

q =s A =(8 x 10 -9 C) (4 p )(0.20 m) 2; q = 2.01 x 10 -12 C

; E = 3,74 x 10 -3 N/C




* 24-35. A uniformemente encargado de dirigir la esfera tiene un radio de 24 cm y una densidad de carga superficial de + 16 m C/m 2. ¿Qué es el número total de líneas de campo eléctrico, dejando a la esfera?

q =s A =(16 x 10 -6 C) (4 p )(0.24 m) 2; q = 1,16 x 10 -5 C

N =Se o AE = q; N = 1.16 x 10 -5 líneas







*24-36. Dos cargas de + 16 m C y + 8 m c son 200 mm en el aire. ¿En qué punto en una línea que une las dos cargas el campo eléctrico será cero? (200 mm = 20 cm)





*24-37. Dos cargas de + 8 CN y – 5 CN son 40 mm en el aire. ¿En qué punto en una línea que une las dos cargas la intensidad de campo eléctrico será cero?

El punto puede tener un derecho de – 5 CN cargo





x = 15.1 cm fuera del cargo de CN – 5.




Preguntas críticas de pensamiento

*24-38. Dos pero igual frente a cargos + q y –q se colocan en las esquinas de base de un triángulo equilátero, cuyos lados son de longitud a. ¿Mostrar que la magnitud de la intensidad de campo eléctrico en el vértice es el mismo si se quita uno de los cargos o no? ¿Qué es el ángulo entre los dos campos tan producido?

E = kq/r 2; E 1 = E 2 ya q y r son los mismos para cada uno.

E y = 1 E pecado 60 0-2 E del pecado 60 = 0, (desde 1 de E = 2 E)

E sean magnitud de E 1 o 2 de E, a continuación

E x = Epecar 60 0 + pecado E 60 0 = 2E cos 60 0 = E

Así, por ambos cargos en el lugar E = E 1 = E 2

El campo con ambos cargos en el lugar está en 0 0. El campo producido por –q – 60 0 y el campo producido por + q es en + 60 0. En cualquier caso es el ángulo 60 0 entre los campos.




*24-39. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la intensidad de campo eléctrico en el centro de la Plaza de la Fig. 24-16. Asumir que q = 1 m c y ese d = 4 cm. (d/2 = 2 cm).

Rotar x e y 45 0 en sentido horario, como se muestra a hacer

cálculo resultante sea más fácil. La r de distancias de

cada carga al centro es:








* 24-40. La intensidad de campo eléctrico entre las placas en la Fig. 24-17 es de 4000 N/C. ¿Cuál es la magnitud de la carga en la bola de médula suspendido cuya masa sea 3 mg? ( q = 30 0)




* 24-41. Dos esferas concéntricas tienen radios de 20 cm y 50 cm. La esfera interior tiene una carga negativa de – 4 m c y la esfera exterior tiene una carga positiva de + 6 m C. uso Gauss ley para encontrar la intensidad de campo eléctrico a una distancia de 40 cm y 60 cm desde el centro de las esferas. Dibuje las esferas gaussiano concéntricos.



En primer lugar se encuentra campo de 60 cm del centro:





* 24-42. La intensidad de campo eléctrico entre las dos placas en la Fig. 24-4 es de 2000 N/C. La longitud de las placas es de 4 cm y su separación es de 1 cm. Un electrón se proyecta en el campo de la izquierda con una velocidad horizontal de 2 x 10 7 m/s. ¿Qué es la desviación hacia arriba del electrón en el instante que deja las placas?

6 comentarios:

Anónimo dijo...

uuff gracias, seria genial q puedieras publicar el cpaitulo 27 tambien,GRacias!

Irania Rivera dijo...

Muchas gracias!! me ha servido de mucho.

miguel arturo cubillos escobar dijo...

no tiene los demas capitulos 25 al 29 ???? si los tienes te agradeceria

Ariel Sánchez dijo...

Agradecido al 100% contigo!

Samantha Perez dijo...

Gracias, me ayudo bastante :D

Anónimo dijo...

El 25 donde estaaaaa 😭😭😭😭😭😭