contiene ejercicios desarrollados de electricidad, ley de coulomb, camo electrico, ley de gauss

1. ELECTROSTATICA:
FUERZAS ELECTRICAS
SEMANA 3

2. u
protón
u d
neutrón electrón
d
d
d

3. Problema N° 1
✔ ¿Cuánta carga fluye entre el suelo y la nube en este
tiempo?
Luego de cancelar los segundos y de multiplicar
La respuesta es
✔ ¿Cuántos electrones fluyen durante este tiempo?
RESOLUCIÓN
Para obtener la cantidad de electrones que fluyen
en ese intervalo de tiempo, se dividirá el resultado
anterior entre la carga del electrón.
La cantidad de carga que fluye es igual a

4. Problema N° 2
A B
C

5. A B
C
✔ Entonces
✔ Por la fórmula general

6. Problema N° 3
Datos
RESOLUCIÓN
Para calcular la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas puntuales en reposo aplicamos la ley de Coulomb

7. Problema 4: 2023-I
• 1)Cual es la fuerza eléctrica neta que actúa sobre la carga del vértice inferior izquierdo del rectángulo mostrado en la figura , si q=5 µC, L=24 cm
y W=12 cm
W=12 cm
L=24 cm
q
q
q
q
En el vértice inferior izquierdo :
F1
F2
F3
PUNTO A
PUNTO B
PUNTO B

8. 𝐹1 =
−𝑘𝑞2
𝑑2
𝐹2 =
−𝑘𝑞2
𝑑2
F3=
𝑘𝑞2
𝑑2
Para d=24 cm
Para d=12 cm
Para d=26.83 cm
𝐹1 = −3.9 𝑁 𝑖
𝐹2
F3
= −15.625 𝑁 𝑗
= 3.125 𝑁
Para el cálculo de las componentes de 𝐹3
Necesitaremos el vector unitario de este mismo el
cual se halla asi :
La distancia entre el punto A y el punto B
Punto A=(0. 24 i , 0.12 j); Punto B= (0,0)
Distancia entre punto A y punto B es
(-0.24i , -0.12j).
Ahora este resultado lo tenemos que dividir entre su
modulo de AB el cual es la distancia entre el punto A
y el punto B , 26.82 cm
Siendo el resultado ( -0.89 i , -0.44)
Luego lo multiplicamos con F3
𝐹3 = (−2.78 𝑖 ; −1.37 𝑗) N
Sumando todas las fuerzas la fuerza resultante seria
𝐹𝑟 = −6.68 𝑖 ; −16.995 𝑗 N

9. 5. En el modelo de Bohr del átomo de Hidrogeno ,el electros (q = - e) gira en una orbita de
radio r= 5,3.10-11 m. La atracción del electrón por el protón aporta la fuerza necesaria
para mantener al electrón en la orbita .encuentre:
a. La fuerza de atracción eléctrica entre las partículas
b. La rapidez del electrón. (me = 9,1.10-31 Kg )

10. 6.- Dos partículas alfa, que inicialmente consideraremos cargas puntuales fijas ,están separadas 10-11m.
Calcular la fuerza electrostática con que se repelen y la fuerza gravitatoria con que se atraen y
compárelas
DATOS : G = 6,67 .10 -11 SI ; K = 9.109 SI ; e= 1,6.10-19 C ; mα = 6,68.10 -27 Kg
SOLUCION :
Se deduce que la fuerza de repulsión eléctrica es mas
intensa que la fuerza de atracción gravitatoria

11. Examen
Parcial:
Pregunta N°8
7.- Dos cargas puntuales del mismo signo y de magnitud 25 nC, están separadas entre sí 24 cm. ¿Qué fuerza actuará
sobre otra carga eléctrica de 2 nC, situada a 15 cm de cada carga? (k = 9x109 N⋅m2/C2)

12. Z
X
Y

15. Solució
n:
,

17. 10.- Determine la fuerza eléctrica debido a dos cargas puntuales de igual magnitud 8.3uC
que están localizadas en el eje y, en y = 0.2m, en y = -0.2m.
a) sobre una tercera carga de – 5.4 µC colocada en el eje x en x = 1.0 m.
b) sobre una tercera carga de 5.4 µC colocada en el eje y en y = 1.0 m.
DESARROLLO
a) Primero resolveremos el enunciado a, para lo cual haremos una gráfica para hacer el ejercicio más entendible.
Hallaremos la distancia entre las cargas y luego la fuerza eléctrica aplicando la ley de
Coulomb
Ahora hallaremos la fuerza resultante pedida
X
d = 1.02m
Y
0.2m
0.2m
1m
Q1 (+)
Q2 (+)
Q3 (-)
F13
F23
Q3 (-)
F13
F23
Las fuerzas verticales se eliminan al ser de la misma
magnitud pero de sentido contrario.

18. b) sobre una tercera carga de 5.4 µC colocada en el eje y en y = 1.0 m.
Primero haremos la grafica y ubicaremos las fuerzas correspondientes
Y
X
0.2m
0.2m
0.8m
Q1 (+)
Q2 (+)
Q3 (+)
F13
F23
Aplicaremos la ley de Coulomb
Ahora hallaremos la fuerza resultante

19. Problema 11.UNA CARGA Q SE DIVIDE EN DOS PARTES ¿CUAL ES LA RELACION
ENTRE ESTAS CARGAS PARA QUE LA FUERZA DE REPULSION ENTRE ELLAS SEA
MAXIMA?
Usando la ley de coulomb
F= k q (Q-q)/r2
Sean las cargas q y (Q-q)
Si consideramos d constante, a una misma
distancia
Y derivamos con respecto a q
df/dq = (k/r2).d(q.(Q-q)/dq
Resolviendo : Q-2q =o
Para que sea un
máximo
Luego Q=2q
Q/q =2

20. 𝑦
𝑥
2
0
2
+2𝜇𝑐
𝐹റ =
𝑘
𝑞1. 𝑞2
ො ∗
𝑑 2
𝑛 𝐹റ
1 = 9. 109
𝐹
റ
1
𝐹
റ
2
−4𝜇𝑐
2 .
2. 10−6. 2. 10−6
2; 2 2
2
+2𝜇𝑐
𝐹
റ
1
2
2
2; 2
2
2
= 4,5. 10−3. = 3,18. 10−3;
3,18. 10−3 𝑁
∗ 𝐹റ
2 = 9.
109
2
.
2. 10−6. −4. 10−6 0;
2
𝑛
ො
1
𝑛
ො
2
𝐹
റ
2 = −18. 10−3.
2 2
0; 2
2
= 0; −18.
10−3 𝑁
𝑬
𝑭 = 𝟑, 𝟏𝟖. 𝟏𝟎−𝟑; −𝟏
𝟒, 𝟖𝟐. 𝟏𝟎−𝟑 𝑵
𝑬
𝑭 = (𝟑, 𝟏𝟖. 𝟏𝟎−𝟑i − 𝟏𝟒, 𝟖𝟐. 𝟏
𝟎−𝟑j) 𝑵
𝑛 𝐹

21. •