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La intensidad de campo electrico

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ejercicios de electromagnetismo

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La intensidad de campo elctrico

24-1. Un cargo de + 2 m c colocado en un punto p en un campo elctrico experimenta una fuerza descendente de 8 x 10 -4 N. Cul es la intensidad de campo elctrico en ese momento?

24-2. Un cargo de CN 5 se coloca en el punto p en problema 24-1. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza bajo el cargo de CN 5? (Direccin de la fuerza f es el campo opuesto E)

24-3. Un cargo de 3 m c puestos a punto a experimenta una fuerza descendente de 6 x 10 -5 N. Cul es la intensidad de campo elctrico en el punto A?

24-4. En cierto punto, la intensidad de campo elctrico es 40 N/C, debido oriental. Un cargo desconocido, recibe una fuerza hacia el oeste de 5 x 10 -5 N. Cul es la naturaleza y la magnitud de la carga?

Si la fuerza en el cargo est frente al campo E, debe ser una carga negativa.

24-5. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza que actuara en un electrn (q = -1,6 x 10 -19 C) si se colocaron en (un) punto p en problema 24-1? (b) punto a en problema 24-3?

La fuerza elctrica en un electrn siempre ser frente al campo elctrico.

24-6. Lo que debe ser la magnitud y la direccin de la intensidad de campo elctrico entre dos placas horizontales si quiere producir una fuerza ascendente de 6 x 10 -4 N en un + 60- m cargo C? (La fuerza hacia arriba en + q significa e tambin es hacia arriba.)

24-7. El campo elctrico uniforme entre dos placas horizontales es de 8 x 10 4 C. La placa superior es cargada positivamente y la placa inferior tiene una carga negativa igual. Cules son la magnitud y la direccin de la constituida fuerza elctrica en un electrn en horizontal pasa a travs de las placas? (El campo elctrico es de + a-, es decir, hacia abajo; fuerza sobre e es acribilladas)

24-8. Encontrar la intensidad de campo elctrico en un punto P, situado a la izquierda de un 8 - de 6 mm m c cargo. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza bajo la acusacin de: 2-nC puesta a punto P?

24-9. Determinar la intensidad de campo elctrico en un punto P, situado a 4 cm por encima de un 12 - m c cargo. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza en un + 3-CN cargo puestos a punto P?

Campo elctrico ser a la baja, ya que es la direccin que se movera una carga positiva.

24-10. Determinar la intensidad de campo elctrica en el punto medio de una lnea de 70 mm que se une un 60 - m c cobrar con un + 40- m C cargo.

24-11. Un cargo de 8-nC est situado a 80 mm a la derecha de un + 4-cargo de CN. Determinar la intensidad de campo en el punto medio de una lnea que une las dos cargas.

24-12. Encontrar la intensidad de campo elctrico en un punto a la derecha de un cargo de 16-CN de 30 mm y 40 mm a la izquierda de un cargo de 9-nC.

24-13. Dos cargas iguales de signos opuestos estn separados por una distancia horizontal de 60 mm. Si el campo elctrico resultante en el punto medio de la lnea es de 4 x 10 4 N/C. Cul es la magnitud de cada carga?

Igual y frente a cargos que campo en el centro

igual a la suma con tanto a izquierda o ambos a la derecha de los vectores...E R = E 1 + E 2 =E 1 + E 2

* 24-14. Un 20 - m cargo c es de 4 cm por encima de un desconocido carga q. La intensidad elctrica resultante en un punto de 1 cm por encima de los 20 - m cargo c es 2.20 x 10 9 N/C y se dirige hacia arriba? Cules son la magnitud y el signo de la carga desconocida?

* 24-15. Un cargo de 20 m C se coloca a 50 mm a la derecha de un 49 m c cargo. Cul es la intensidad de campo resultante en un punto situado a 24 mm directamente por encima de la 20 - m cargo C?

*24-16. Dos cargas de + 12 CN y + 18 CN estn separados horizontalmente por 28 mm. Cul es la intensidad de campo resultante en un punto de 20 mm de cada cargo y por encima de la lnea que une las dos cargas?

24-17. Se coloca un cargo de CN + 4 en x = 0 y un + 6 CN cargo se coloca en la x = 4 cm en un eje x. Encontrar el punto donde la intensidad de campo de elctrico resultante ser cero?

Aplicaciones de la Ley de Gauss

24-18. Uso la Ley de Gauss para mostrar que el campo fuera de una esfera slida cargada en una distancia r desde su centro est dada por donde q es la carga total de la esfera.

Construir una superficie esfrica gaussiana alrededor de la carga

esfera a la r de distancia de su centro. A continuacin, tenemos

24-19. Un cargo de + 5 CN se coloca en la superficie de una esfera metlica hueca cuyo radio es de 3 cm. uso la Ley de Gauss para encontrar la intensidad de campo elctrico a una distancia de 1 cm de la superficie de la esfera? Cul es el campo elctrico en un punto de 1 cm de la superficie interna?

Dibujar una superficie gaussiana de radio R = 3 cm + 1 cm = 4 cm .

Esta superficie encierra una carga neta positiva de + 5 CN y

tiene una superficie de 4p R 2, por lo que nos da la Ley de Gauss:

(a)

; E = 2,81 x 10 4 N/C radialmente hacia el exterior.

(b) sorteo un gaussiano superficie justa dentro la esfera. Ahora, todos cargo reside en la superficie de la esfera, para que quede encerrada cero carga neta, y s e o AE = s q = 0.

E = 0, interior de esfera

24-20. Dos placas paralelas, cada 2 cm de ancho y 4 cm de largo, se apilan verticalmente para que la intensidad de campo entre las dos placas es 10.000 N/C dirigida hacia arriba. Cul es la carga en cada plato? Utilice primero la Ley de Gauss para encontrar e entre placas

Dibujo de cilindro gaussiano del rea un que encierra cobrar q.

La densidad de carga q / un cerrado es el mismo que Q / A p para la placa. Encontrar primero q / A del inciso e:

Superficie gaussiano

24-21. Una esfera de 8 cm de dimetro tiene un cargo de 4 m c colocados en su superficie. Cul es la intensidad de campo elctrico en la superficie, 2 cm de la superficie exterior y 2 cm de la superficie interna?

4 cm

(a) dibujar gaussiano fuera justa superficie tan ese r = 4 cm

y encierra la carga neta de + 4uC . A continuacin,

E = 2,25 x 10 7 N/C, radialmente hacia afuera

(b) superficie gaussiano de sorteo de radio R = 4 cm + 2 cm = 6 cm . Esta superficie encierra una carga neta positiva de + 4 CN y da la ley Gauss:

; E = 9,99 x 10 6 N/C radialmente hacia el exterior.

(b) ya no carga neta es dentro de la superficie, S e o AE = s q = 0.

E = 0, interior de esfera

Problemas de desafo

24-22. Cmo lejos de un punto de cobrar de 90 CN voluntad la intensidad de campo ser 500 N/C?

; r = 1,27 m

24-23. La intensidad de campo elctrico en un punto del espacio se encuentra para ser 5 x 10 5 N/C, dirigida debida al oeste. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza en un 4 - m cargo c colocados en ese momento?

Tener en cuenta este positivo: F = qE = (-4 m C) (-5 x 10 5 N/C); N F = 2.00, este

24-24. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza en una partcula alfa (q = +3.2 x 10 -19 C) ya que pasa en un campo elctrico al aumento de la intensidad de 8 x 10 4 N/C? (Elegir como +)

F = qE =(3.2 x 10 -19 C) (+ 8 x 10 4); F = 2,56 x 10 -14 N

24-25. Cul es la aceleracin de un electrn (e = -1,6 x 10 -19 C) coloca en un campo de elctrica a la baja constante de 4 x 10 5 N/C? Cul es la fuerza gravitacional en este cargo si m e = 9.11 x 10 -31 kg. (Elegir como +, lo que es, a continuacin, E = -4 x 10 5 N/C .)

F = qE =(-1,6 x 10 -19 C) (-4 x 10 5 N/C); F = 6.40 x 10 -14 N, hacia arriba

W = mg =(9.11 x 10 -31 kg) (9,8 m/s 2); W = 8.93 x 10 -30 N, hacia abajo

El peso de un electrn es a menudo insignificante en comparacin con fuerzas elctricas!

24-26. Cul es la intensidad de campo elctrico en el punto medio de una lnea de 40 mm entre un cargo 6-nC y un cargo de nacido-nC? Qu fuerza actuar bajo la acusacin de: 2-nC colocada en el punto medio?

; E R = E 1 + E 2(tanto a la derecha)

E R =1,35 x 10 5 N/C + 2.025 x 10 5 N/C; E R = 3,38 x 10 5 N/C, derecha

* 24-27. La densidad de carga en cada uno de dos placas paralelas es 4 m C/m 2. Cul es la intensidad de campo elctrico entre las placas? Recordar ques = q / A y ver Prob.24 -20 :

* 24-28. Un cargo de CN-2 se coloca en x = 0 en el eje x. Un cargo de CN + 8 se coloca en la x = 4 cm. En qu punto la intensidad de campo elctrico ser igual a cero?

El punto slo puede estar a la izquierda de la: 2 CN

* 24-29. Cargos de: 2 y + 4 m c se colocan en las esquinas de base de un tringulo equiltero con partes de 10 cm. Cules son la magnitud y la direccin del campo elctrico en la esquina superior?

24-30. Cules son la magnitud y la direccin de la fuerza que actuara en una: 2 - m cargo c colocados en el vrtice del tringulo descrito por problema 24-29?

En primer lugar encontramos la magnitud: F = qE =(2 x 10 -6 C)(3.12 x 10 6 N/C); F = 6.24 n

La fuerza es frente a campo: q = 180 0 + 150 0 = 330 0 F = 6.24 N, 330 0

* 24-31. Una partcula de 20-mg se coloca en un campo a la baja uniforme de 2000 N/C. Cuntos exceso de electrones se colocarn en la partcula para las fuerzas elctricas y gravitacionales equilibrar? (La fuerza gravitacional debe equilibrar la fuerza elctrica.)

* 24-32. Utilizar la Ley de Gauss para mostrar que la intensidad de campo elctrico a distancia r de una lnea infinita de forma gratuita est dada por

dondeles el cargo por unidad de longitud

rea de superficie gaussiano A = [(2 p R) L + 1 + 2 []

Los campos E 1 y E 2 estn equilibrados a travs de extremos:

Pero es la densidad de carga lineal l= q/L, por lo tanto:

* 24-33. Utilizar la Ley de Gauss para mostrar que el campo a las afueras de cualquier conductor slido est dada por

Dibuje un cuadro de pldora cilndrico como superficie gaussiano.

Las lneas de campo a travs de los lados estn equilibra

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