ELECTROSTATICA

UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2015-II

Semana N 11 (Prohibida su reproduccin y venta) Pg. 81

4 cm

q

8 cm

Aq

1 m

Pq

R

Fsica PRCTICA N 11

1. En la figura se muestran dos partculas con cargas elctricas 1+ = 24 nC y

2+ = 12 nC; determine el potencial elctrico en el punto A.

A) 6300 V B) 3600 V

C) - 4500 V D) 900 V

E) 4500 V

Solucin:

Rpta.: C

2. En la figura se muestra una esferita cargada, la cual produce en los puntos P y R un potencial elctrico de 3,6 kV y 0,6 kV respectivamente. Determine la distancia entre la esferita y el punto P.

A) 0,02 m B) 2 m

C) 0,4 m D) 0,2 m

E) 0,3 m

Solucin:

Rpta.: D

vVVVV

vVx

xxxV

vVx

xxxV

AA 4500

9001012

1012109

5400104

1024109

21

22

99

2

12

99

1

mxx

x

x

kq

x

kqV

x

kq

x

kqV

R

P

2,01

6

36

:)2()1(*

)2...(1

6001

)1...(3600



3. En la figura se muestran dos partculas electrizadas con cargas 1q = 4 nC y

2q = 3

nC que se encuentran en los vrtices del tringulo rectngulo. Determine el trabajo que realizara una fuerza externa para desplazar una carga q=2 nC desde A hacia B. ( K = 9 x 109 Nm2/C2 )

A) 360 nJ

B) -360 nJ

C) -450 nJ

D) 180 nJ

E) -180 nJ

Solucin:

Rpta.: B

4. Una partcula con carga elctrica de 1,6x 1017 C y masa de 6,4x1024 kg es acelerada desde el reposo. Determine la rapidez que logra alcanzar a travs de una diferencia de potencial de 32 kV.

A) 4 x105 m/s B) 16 x104 m/s C) 4 x104 m/s D) 3 x105 m/s E) 8 x105 m/s

Solucin:

Rpta.: A

5. A un condensador de placas planas y paralelas, de rea 1 cm2 y separadas 10 mm, se le aplica una diferencia de potencial de 100 V; determine la carga almacenada en el condensador.

(0 = 8,85x1012 C2/Nm2) A) 8,85 x10-10 C B) 8,85 x10-9 C C) 8,85 x10-14 C D) 8,85 x10-12 C E) 17,7 x10-16 C

5 cm5 cm

6 cm8 cm

B

q q A

nJW

nW

VVqW

Vx

xxx

x

xxxV

VVx

xxx

x

xxxV

EA

BA

EA

BA

AB

EA

BA

BB

AA

360

)1800(2

)(

0106

103109

108

104109

180105

103109

105

104109

.

.

.

2

99

2

99

2

99

2

99

smxV

xxVx

VqmVmV

rf

rf

rrf

/104

)1032)(106,1()104,6(2

1

2

1

2

1

5

317224

2

0

2



F F

F F

F

A

B

A

B

24 V 3 C

6 C 6 C

6 C

Solucin:

Rpta.: D

6. En la figura se muestra una parte de un circuito de capacitores. Determine la capacidad

equivalente entre los puntos A y B.

A) 6 F

B) 18 F

C) 1/6 F

D) 4 F

E) 9 F

Solucin:

De 12 uF y 6 uF en serie C12y6= 4 uF Luego: 3 uF, 11uF y 4 uF en paralelo C=18 uF Finalmente: C y 9 uF en serie CAB =6 uF

Rpta.: A 7. En el circuito mostrado en la figura, determine la diferencia de potencial entre los

puntos A y B.

A) 8 V

B) 15 V

C) 12 V

D) 18 V

E) 20 V

CxQxxQCVQ

FxCx

xxC

d

AC

1214

14

3

412

0

1085,81001085,8:

1085,81010

101085,8:



a

b

24 V C = 3 F1

CX

C = 6 F2

A

B

24 V 3 C

6 C

3 C

Solucin:

Reducimos el circuito: Del circuito, el capacitor equivalente Ceq = 3C Qeq = (3C)(24) => Qeq =72CFinalmente QAB=cABVAB : 72C =(6C)(VAB) => VAB = 12 V

Rpta.: C 8. Los condensadores son dispositivos electrnicos capaces de almacenar carga y

energa; estas se liberan de forma casi instantnea y son empleadas, por ejemplo, para el flash de una cmara fotogrfica. En la figura se muestra un condensador de capacidad desconocida Cx que se une a los capacitores C1 y C2, y la diferencia de potencial entre los puntos a y b es 14 V.

I) Determine la carga que almacena Cx. A) 20 uC B) 10 uC C) 40 uC D) 200 uC E) 0,2 uC

II) Determine la energa que almacena el condensador Cx.

A) 200 uJ B) 0,1 uJ C) 10 uJ D) 100 uJ E) 50 uJ

Solucin:

I) C1 y C2 estan en paralelo C12 = 2uF La carga de C12 : Q12 =2u(10) => Q12 =20uC Como C12 y Cx estn en serie => Qx = 20uC

Rpta.: A

II)

C12 y Cx estn en serie: V12 + Vx = 24 => Vx=10 V

Rpta.: D

A

B

24 V 6 C

6 C

24 V 3 C

uJUuUQVU 100)10)(20(2

1:

2

1



d

q

REFORZAMIENTO PARA LA CASA 1. La figura muestra una partcula con carga elctrica q+, masa m y en equilibrio

sostenida por un hilo aislante. Las placas cargadas se encuentran separadas 1 cm y originan una diferencia de potencial 100 V. Determine la carga elctrica de la partcula.

( = 8 y m = 28 x 1012 kg) A) 4 x10-16 C

B) 4 x10-15 C

C) 2 x10-14 C

D) 1 x10-15 C

E) 8 x10-15 C

Solucin: Se determina la magnitud del campo elctrico:

Por condicin de equilibrio:

Rpta.: B

2. En la figura se muestran tres cargas puntuales sobre un semicrculo; determine el

potencial elctrico en el punto O para la distribucin de cargas elctricas puntuales

mostradas en la figura, si q

1 = 6x108 C, q

2 = 4x108 C, q

3 = 1x108 C y R = 1 cm.

(k = 9 x 109 N m2/C2) A) 81 k V

B) 54 k V

C) 27 k V

D) 69 k V

E) 72 k V

RR

R

q 1

q 3

q 2

0

CNEEd

VE /10

10

100: 4

2

Cxqxx

qx

mg

qEtg 15

12

4

104101028

10

7

1:)(



+

C

C2

Solucin:

Rpta.: C

3. A los dos condensadores de capacidades C1 y C2 se les aplican diferencias de

potencial V1 = 30 v y V2 = 10 v respectivamente. Luego de ser cargados, se conectan como se muestra en la figura y la nueva diferencia de potencial es 25 V; determine la relacin C1 / C2.

A) 2 B) 1/3

C) 5 D) 6

E) 3

Solucin:

Al inicio:

Al final:

Por conservacin de la carga:

Rpta.: E

4. Determine el trabajo que realizara un agente externo para trasladar lentamente una partcula con carga elctrica q0+ desde el punto A hasta el punto B.

A) 300q0

B) 1200q0

C) 600q0

D) -600q0

E) 900q0

q0

q = 2 C A

B

6 cm

2 cm

kVVVVVV

kVVxxx

V

kVVxxx

V

kVVxxx

V

27

910

101109

3610

104109

5410

106109

03210

32

89

3

22

89

2

12

89

1

202101 1030 CQCQ

2211 2525 CQCQ ff

3

155

25251030

2

1

21

2121

C

C

CC

CCCC



Solucin:

Rpta.: C

5. En la figura, determine la relacin entre las cargas que almacena el condensador equivalente, cuando el interruptor A est abierto y cuando est cerrado.

(qabierto/qCerrado)

A) 3/4 B) 1/2 C) 3/2 D) 2/3

E) 4/3

Solucin:

Cuando el interruptor A est abierto el Ceq = 2 uF

Cuando el interruptor A est cerrado el Ceq = 3 uF

Luego:

Rpta.: D

V 6 F

3 F

A

0

.

0

.

0

.

2

99

2

99

600

)300900(

)(

900102

102109

300106

102109

qW

qW

VVqW

VVx

xxxV

VVx

xxxV

EA

BA

EA

BA

AB

EA

BA

BB

AA

Vuqabierto 2

Vuqcerrado 3

3

2

cerrado

abierto

q

q

ELECTROSTATICA

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