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Taller Electromagnetismo Primer Semestre 2017 1.

7. En cierta región del espacio, el campo eléctrico

2. ¿Cuál es el campo eléctrico en un punto donde

N/C en x = 0 hasta E = 410 N/C en x = 25 m. Determine la carga dentro de una caja cúbica de lado l = 25 m, con la caja orientada de manera que cuatro de sus lados son paralelos a las líneas de campo (figura ).

Se colocan en una línea partículas con cargas de +75, 1+48 y –85 µC (figura). La partícula del centro está a 0.35 m de las otras. Calcule la fuerza neta en cada una de las cargas debida a las otras dos.

la fuerza sobre una carga de 1.25 µC localizada en ese punto es FB = (3.0 iˆ - 3.9 jˆ) * 10–3 N? 3. Dos pequeñas esferas no conductoras tienen una carga total de 90.0 µC. a) Cuando se colocan a 1.16 m, la fuerza que ejercen entre sí es de 12.0 N y es de repulsión. Cuál es la carga en cada una de ellas? b) ¿Y si la fuerza es de atracción? 4. Se construye un electroscopio grande usando “hojas” que son alambres de 78 cm de longitud con pequeñas esferas de 24 g en sus extremos. Si cada alambre forma 26° con la vertical (figura), ¿cuál es la carga total Q que debió transferirse al electroscopio? Ignore la masa de los alambres.

es constante en dirección (digamos horizontal, en la dirección x), pero su magnitud disminuye desde E = 560

8. Un cascarón cilíndrico delgado de radio R1 =6.5 cm está rodeado por un segundo cascarón cilíndrico de radio R2 =9.0 cm, como en la figura. Ambos cilindros miden 5.0 m de longitud y el cascarón interno tiene una carga total Q1 = –0.88 µC y el externo una carga neta Q2 = +1.56 µC. Determine el campo eléctrico para puntos lejanos de los extremos de los cilindros a una distancia radial R desde el eje central de a) 3.0 cm, b) 7.0 cm y c) 12.0 cm. 9. Tres hojas largas, pero delgadas, y con carga son paralelas entre sí, como se muestra en la figura. La hoja I tiene una densidad superficial de carga de 6.5 nC/m2; la hoja II tiene una carga de -2.0 nC/m2, y la hoja III, una carga de 5.0 nC/m2. Estime la fuerza por unidad de área sobre cada hoja en N/m2

5.

Se colocan cuatro cargas puntuales positivas iguales, cada una de 8.0 µC, en las esquinas de un cuadrado de 9.2 cm de arista. ¿Qué carga eléctrica debe colocarse en el centro del cuadrado para que las cuatro cargas queden en equilibrio? ¿Es este equilibrio estable o inestable en el plano?

6. Una carga puntual de masa 0.210 kg y carga neta 0.340 µC cuelga en reposo del extremo de una cuerda aislante sobre una larga hoja cargada. La hoja horizontal de carga uniforme, fija, crea un campo eléctrico vertical uniforme en la vecindad de la carga puntual. Se observa que la tensión en la cuerda es de 5.18 N. a) Calcule la magnitud y la dirección del campo eléctrico producido por la hoja cargada (figura). b) ¿Cuál es la densidad superficial de carga m (C/m2) de la hoja?

10. Un cascarón esférico conductor (figura) tiene

un radio interior de 10.0 cm, un radio exterior de 15.0 cm y una carga puntual de +3.0 µC en su centro. Se pone una carga de -3 µC sobre el conductor. a) ¿A dónde va a dar la carga eléctrica de -3.0 µC sobre el conductor? b) ¿Cuál es el campo eléctrico tanto dentro como fuera del cascarón?

En la figura se muestran cuatro superficies cerradas, S1 a S4, así como las cargas - 2Q, +Q y -Q. (Las líneas de color son las 11.

intersecciones de las superficies con el plano de la página.) Determine el flujo eléctrico a través de cada superficie.

a) el campo eléctrico en la superficie del cilindro b) el flujo eléctrico total a través de dicho cilindro. 14. Una esfera sólida de cobre con un radio de 15.0 cm tiene una carga de 40.0 nC. Determine el campo eléctrico a) a 12.0 cm, b) a 17.0 cm y c) a 75.0 cm del centro de la esfera. d) ¿Qué pasaría si? ¿Cuáles serían sus respuestas si la esfera fuese hueca?

12. Un filamento largo y recto tiene una carga

por unidad de longitud de -90.0 mC/m. Determine el campo eléctrico a las siguientes distancias del filamento, medidas perpendicularmente a la longitud del mismo: a) 10.0 cm, b) 20.0 cm y c) 100 cm. 13. Un filamento recto con carga uniforme de

7.00 m de longitud tiene una carga positiva total de 2.00 mC. Un cilindro de cartón sin carga de 2.00 cm de longitud y 10.0 cm de radio, rodea el filamento en su parte central, y lo tiene como el eje del cilindro. A partir de aproximaciones razonables, determine

15. Para la configuración que aparece en la figura P24.47, suponga que a =5.00 cm, b =20.0 cm y c= 25.0 cm. Además, suponga que el campo eléctrico en un punto 10.0 cm del centro tiene un valor medido de 3.60 x 103 N/C, radial y hacia adentro, en tanto que el campo eléctrico en un punto a 50.0 cm del centro es de 2.00 _ 102 N/C radial y hacia afuera. Con esta información, encuentre a) la carga existente en la esfera aislante b) la carga neta de la esfera conductora hueca y c) las cargas en las superficies interna y externa de la esfera conductora hueca.