1. Potencial Elctrico, Ley de Gauss, Campo ElctricoClase 6a
07/Octubre/14
2. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Problema 1 El modelo de gota liquida
del ncleo sugiere que oscilaciones de alta energa deciertos ncleos
pueden dividir el ncleo en dos fragmentos distintos ms unoscuantos
neutrones. Los fragmentos adquieren energa cintica de su
mutuarepulsin de Coulomb. Calcule la energa potencial elctrica (en
electrn volts) .Calcule la energa potencial elctrica (en electrn
volts) de dos fragmentosesfricos de un ncleo de uranio que tiene
las siguientes cargas y radios 38 5.50 1015 ;54 6.20 1015 . Suponga
que la carga esta distribuida demanera uniforme por todo el volumen
de cada fragmento esfrico y que sussuperficies estn inicialmente en
contacto en reposo. (Los electrones que rodean elncleo pueden
ignorarse). 3. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucion Datos = 6.20 1015,
= 5.50 1015, = ? 54 38 4. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucion Sabemos
que =12+ = 54 38+ =8.99109 54 38 1.61019 211.701015 1 = 6.2415 1018
= 253 5. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Problema 2 En un dia seco de
invierno usted arrastra sus zapatos con suela de cuero sobreuna
alfombra y recibe una descarga cuando extiende la punta de su dedo
haciauna manija metlica. En un cuarto oscuro ve una chispa quiz de
5 mm de largo.Realice estimaciones de orden de magnitud de a) su
potencial elctrico y b) lacarga sobre su cuerpo antes de que usted
toque la manija. Explique susrazonamientos. 6.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Datos = 5 103 Inciso a Sabemos
que: = 3 106 () Luego:= = 3 106 = 3 106 = 3 106 5 103 = 15 7.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Inciso b Sabemos que: = 15
=8.99109 5103 = 8.34 8. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Problema 3 A una
cierta distancia de una carga puntual, al magnitud del campo
elctrico es de500 / y el potencial elctrico es igual a 3. A) Cul es
la distancia a lacarga? B) Cul es la magnitud de la carga? . 9.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Inciso a Datos = 500, = 3 Sabemos
que: =2 500 =8.99109 2 (1) P = 3 103 =8.99109 . (2) 10.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Inciso a Sumamos (1) + (2): 500 2
= 8.99 109 3 103 = 8.99 109 Un sistema equivalente seria el
siguiente 500 2 = 8.99 109 3 103 = 8.99 109 11.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Inciso a Por lo tanto tenemos que.
5002 + 3 103 = 0 500 + 3 103 = 0 1 = 0 , 2 500 + 3 103 = 0 =
3103500= 6, como no existen distancias negativasdecimos lo
siguiente: = 6 12. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Inciso b De (1)
tenemos que: 500 =8.99109 6 2 =500 6 28.99109 = 2 De (2) tenemos
que 3 103 =8.991096 =310368.99109 = 2 = 2 3 13.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Problema 4 Calcule el trabajo que debe
efectuarse para cargar un cascarn esfrico de radio hasta una carga
total . 14. PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin = = Cargar un cascaron
de una carga inicial hasta una carga total 15.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Sabemos que por Gauus: = =0 42
=0(por dato y simetra) =402 , =140, por lo tanto tendremos =2 16.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Solucin Luego tenemos que: Cuando una
carga de prueba positiva 0 se mueve entre los puntos de uncampo
elctrico , el cambio de energa potencial del sistema carga-campo
es: = 0 Por lo tanto tenemos que = = = 2 0 = 2 =2 17.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Problema 5 Cuntos electrones deberan
extraerse de un conductor esfrico, inicialmentedescargado, de 0.3
de radio, para producir un potencial de 7.5 en lasuperficie?. 18.
Sabemos que una superficie equipotencial es aquella en la cual
todos sus puntosestn al mismo potencial elctrico. Por lo tanto
tenemos: Solucin Datos = 0.3, = 7.5, =? Sabemos que por simetra: =
7.5 =8.99109 1.610190.3 =7.50.31.61019 8.99109 = 1.56 1012 19.
PROBLEMASCOMPLEMENTARIOS Problema 6 Calcule la energa requerida
para conformar el arreglo de cargas que se muestraen la figura
donde = 0.2, = 0.4 = 6 223 20. Solucin Datos = 0.2, = 0.4, = 6, =?
La energa total requerida para que las cargas estn en posicin
mostrada ymantengan dicha posicin equidistantes entre ellas es: = +
+ + + + = 2+ 2+ 2 3+ 3 2+ 322+2+ 2 222+2 21. Solucin = 2+ 2+ 2 3+ 3
2+ 322+2+ 2 222+2 =2262+22+62+324222+2 =42+42222+2 = 24+4122+2 22.
Solucin = 24+4122+2 Reemplazando datos tenemos que = 6 2 8.99 109
40.2+40.4120.22+0.42 = 3.96
