22 Potencial

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS D E B E R D E F I S I C A I I P O T E N C I A L E L E C T R I C O 1- Un electrón parte desde el reposo a 3 cm del centro de una esfera aislante cargada de manera uniforme de 2 cm de radio y carga total de 1 nC, ¿ Cuál es la velocidad del electrón cuando llega a la superficie de la esfera 2- Un disco de radio a tiene una densidad de carga superficial Cuál es el potencial eléctrico a una distancia b sobre el eje del disco 3- El potencial eléctrico en cierta región del espacio es V= 4xz - 5y + 3z2 V Determine la magnitud del campo eléctrico en ( 2,-1,3), donde todas las distancias están en metros 4- La figura muestra las líneas de campo eléctrico en un condensador de placas paralelas Cuatro puntos P,Q,R,S estan marcados en la figura El potencial mas grande es en el punto: a- punto P b- punto Q c- punto R d- Punto S e- Es el mismo en todos los puntos 5- Un protón se acelera desde el reposo a través de una diferencia de potencial de 120[v] a) Determine la velocidad que adquiere dicho protón en esa diferencia de potencial b ) Calcule la velocidad de un electrón que se acelera a través de la misma diferencia de potencial Respuesta : 152 Km/h 6- Un electrón que se mueve paralelo al eje X tiene una velocidad inicial de 37 * 106 m/s en el origen Su velocidad se reduce a 14 * 105 m/s en el punto x = 2 cm Calcule la diferencia de potencial entre el origen y este punto ¿ Cuál punto está a mayor potencial ? Respuesta : -389 V; en el origen 7- Un bloque de 4 Kg con una carga Q = 50 uC se conecta a un resorte para el cual K=100 N/m El bloque está sobre una pista horizontal sin fricción El sistema está inmerso en un campo eléctrico uniforme de magnitud E= 5 *105 V/m y su dirección es como se muestra en la figura Si el bloque se suelta desde el reposo cuando el resorte está indeformado ( en x= 0 ) a- En que cantidad máxima se alarga el resorte ? b- Cuál será la posición de equilibrio del bloque ? c- Si el coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie es de 02 determine la cantidad máxima que se alarga el resorte 8- Una carga de prueba se encuentra en el interior de un campo eléctrico uniforme de magnitud 600 N/C La carga realiza un movimiento cuya trayectoria es ABCD, donde ABC es un semicírculo de radio 2m y CD es una línea recta de 3m Determine: a- La diferencia de potencial entre A y D siguiendo la trayectoria ABCD b- La diferencia de potencial entre C y D c- La diferencia de potencial entre A y B d- La diferencia de potencial entre A y C e- En que punto el potencial es mayor: A, B, C, D f- Repite los literales a, b, c, d pero si la carga de prueba realiza el recorrido en sentido contrario ( Parte de D y llega a A) 9- Una barra aislante que tiene una densidad de carga lineal = 40 uC/ m y densidad de masa lineal = 01 Kg/m se suelta desde el reposo en un campo eléctrico uniforme E= 100 V/m y cuya dirección es perpendicular a la barra a- Determine la velocidad de la barra después de que esta se ha desplazado 2m b- Como cambia su respuesta al inciso a) si el campo eléctrico no es perpendicular a la barra Explique Respuesta: 04 m/s, la misma 10- Las tres cargas de la figura están en los vértices de un triángulo isósceles Calcele el potencial eléctrico en el punto medio de la base, considerando q = 7 uC Respuesta : -11 MV 10-Una carga +q se encuentra en el origen Una carga –2q está en x = 2m sobre el eje x Para que valor (es) finito (os) de x es : a- El campo eléctrico cero b- El potencial eléctrico cero 8- Cuatro cargas puntuales ( q, -2q, 2q, 3q ) se colocan en los vértices de un rectángulo de lados a y b Calcule la energía requerida para agrupar el arreglo de cargas que se muestra en la figura donde a= 02 m , b= 04 m , q= 6 uC 11- Cuatro partículas idénticas cada una con carga q= 05 uC y 001Kg de masa, se liberan desde el reposo en los vértices de un cuadrado de 01 m de lado ¿ Que tan rápido se mueve cada carga cuando su distancia desde el centro del cuadrado se duplica? Respuesta : 174 m/s 12- Una barra de longitud L se encuentra a lo largo de del eje X con su extremo izquierdo en el origen y tiene una densidad de carga no uniforme ( donde es una constante positiva ) Calcule el potencial eléctrico en A y en B 13- Calcule el potencial eléctrico en un punto P a una distancia x sobre el eje del anillo el cual tiene una densidad de carga uniforme y radio interior a y radio exterior b A través de esta respuesta determine el campo eléctrico en el punto P Respuesta:V= 14- Una línea de carga infinita tiene una distribución de carga + y genera un campo eléctrico como se muestra en la figura Determine la diferencia de potencial entre dos puntos situados a una distancia R1 y R2 perpendicular al eje de la línea 15- Considere dos cascarones esféricos delgados y conductores como se muestra en la figura El cascarón interno tiene un radio r1= 15 cm y una carga de 10 nC El cascarón externo tiene un radio r2= 30 cm y un a carga –15 nC Encuentre y haga una gráfica en función del radio de: a- El campo eléctrico en cada una de las regiones A, B, C b- El potencial eléctrico en cada una de las regiones A; B, C P Q R S m,QQQQ E E 2 cm 4 cm y L b B A d x E r1 r2 A B C D A C B _1135934284unknown _1135934455unknown _1153595767unknown _1153597871unknown _1135934920unknown _1135934306unknown _1135930634unknown _1135930659unknown _1135882349unknown