1. Se calcula la velocidad de una partícula de masa m y carga q cuando está a una distancia r2 después de ser liberada desde una distancia r1 de otra partícula fija con la misma carga q. 2. Se calcula la diferencia de potencial requerida para que una carga mueva de un punto a otro realizando un trabajo específico y teniendo una energía cinética final dada. 3. Se calculan las velocidades de impacto y máxima de un electrón liberado desde el polo negativo de una batería de automóvil con

1. Ingeniería Civil – UATF
FIS – 200 Práctica 04 – Potencial eléctrico 11/10/2021
1 Una partícula de carga q se fija en el punto P, y una segunda partícula de masa m y la misma
carga q se mantiene inicialmente a una distancia r1 de P. Luego se libera la segunda partícula.
Determine su rapidez cuando está a una distancia r2 de P. Sean q = 3.1 µC, m = 20 mg,
r1 = 0.90 mm y r2 = 2.5 mm.
2 El trabajo realizado por una fuerza externa para mover una carga de −9.10 µC del punto a al
punto b es de 7.00×10−4
J. Si la carga partió del reposo y tenía 2.10×10−4
J de energía cinética
cuando llegó al punto b, ¿cuál debe ser la diferencia de potencial entre a y b?
3 La diferencia de potencial entre los dos polos de una batería de automóvil es de 12.0 V. Se libera
un electrón en el polo negativo de la batería. El electrón entonces será empujado por la fuerza
eléctrica y se moverá en alguna dirección. (a) Si el electrón golpea el polo positivo de la batería,
¿cuál será su velocidad de impacto? (b) Si, en cambio, el electrón se aleja hacia el infinito, ¿cuál
será su velocidad máxima?
4 El campo eléctrico en una región del espacio tiene las componentes Ey = Ez = 0 y Ex =
(4.00 N/C)x. El punto A está en el eje y en y = 3.00 m, y el punto B está en el eje x en
x = 4.00 m. ¿Cuál es la diferencia de potencial VB − VA?
5 Una gota esférica de agua con una carga de 30 pC tiene un potencial de 500 V en su superficie
(con V = 0 en el infinito). (a) ¿Cuál es el radio de la gota? (b) Si dos de esas gotas de la
misma carga y radio se combinan para formar una sola gota esférica, ¿cuál es el potencial en la
superficie de la nueva gota?
6 Dos partículas, de cargas q1 y q2, colocadas sobre el eje x, están separadas por una distancia d.
El campo eléctrico neto debido a las partículas es cero en x = d/4. Con V = 0 en el infinito,
ubique (en términos de d) cualquier punto en el eje x (que no sea el infinito) en el que el potencial
eléctrico debido a las dos partículas es cero.
7 Dos cargas cada una −q se encuentran en los vértices de la base de un triángulo isósceles y una
tercera carga +q se encuentra en el tercer vértice. El triángulo isósceles, tiene lados de 4.00 cm
y base de 2.00 cm. Calcule el potencial en el punto medio de la base, tomando q = 7.00 µC.
8 La varilla de plástico delgada de longitud L = 10.0 cm de la figura 1, se encuentra en el eje x,
tiene carga positiva uniforme Q = 56.1 fC . (a) Con V = 0 en infinito, encuentre el potencial
eléctrico en el punto P2 en el eje y en y = D = 3.56 cm. (b) Encuentre la componente del campo
eléctrico Ey en P2.
9 La figura 2 muestra un anillo de radio exterior R = 13.0 cm, radio interior r = 0.20R y densidad
superficial de carga uniforme σ = 6.20 pC/m2
. Con V = 0 en el infinito, encontrar el potencial
eléctrico en el punto P en el eje central del anillo, a una distancia z = 2.0R del centro del anillo.
10 La varilla de plástico delgada que se muestra en la figura 1 tiene una longitud L = 12.0 cm y
una densidad de carga lineal no uniforme λ = cx, donde c = 28.9 pC/m2
. Con V = 0 en el
infinito, encuentre el potencial eléctrico en el punto P1 del eje, a una distancia d = 3.00 cm de
un extremo.
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2. 11 Una esfera de radio R lleva una carga positiva total Q distribuida uniformemente en todo su
volumen. Encontrar el potencial eléctrico dentro y fuera de la esfera.
12 Se deben dibujar superficies equipotenciales separadas cada 100 V cerca de una placa muy grande
de metal, cargada de manera uniforme con densidad superficial de carga σ = 0.75 µC/m2
. ¿Qué
tan lejos (espacialmente) se encuentran las superficies equipotenciales consecutivas?
13 En cierta región del espacio el potencial eléctrico es V = 5x − 3x2
y + 2yz2
. (a) Determine las
expresiones correspondientes para las componentes en x, y y z del campo eléctrico en esa región.
¿Cuál es la magnitud del campo en el punto P cuyas coordenadas son (1.00, 0, 22.00) m?
14 El potencial dentro de una esfera, de radio R que contiene una carga Q distribuida uniforme-
mente en todo su volumen, en función de la distancia r desde el centro es:
V = −
1
4π0
Q
2R3
r2
+
1
4π0
3Q
2R
,
determinar el campo eléctrico radial.
15 Una esfera de metal de 15 cm de radio tiene una carga neta de 3.0×10−8
C. (a) ¿Cuál es el campo
eléctrico en la superficie de la esfera? (b) Si V = 0 en el infinito, ¿cuál es el potencial eléctrico
en la superficie de la esfera? (c) ¿A qué distancia de la superficie de la esfera ha disminuido el
potencial eléctrico en 500 V?
Figura 1 Figura 2
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