Tarea N° 04 - ejercicios campos PDF

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1. Responder las siguientes preguntas: a. Respecto a la naturaleza repulsiva de la fuerza que se genera entre cargas iguales y a la libertad de movimiento de las cargas dentro de un conductor, explique por qué un exceso de carga en un conductor aislado debe residir sobre su superficie. Porque en un campo eléctrico en cualquier punto al interior del conductor aislado es igual a cero. Entonces no importa que tan cerca a la superficie del conductor aislado se encuentre la carga, la carga dentro de la superficie gaussiana es cero. Por tanto, si el conductor tiene un exceso de carga esta se localiza en la superficie. b. Una persona entra en una gran esfera metálica hueca aislada de la tierra. Si a la esfera se le deposita una carga considerable, ¿la persona resultará lastimada si toca el interior de la esfera? Explique qué pasaría si la persona tiene además una carga inicial cuyo signo es opuesto al de la carga de la esfera. No existiría peligro, la carga se mantiene en la superficie; si la persona tiene una carga contraria, toda la carga del metal pasaría a su cuerpo ocasionando daño. c. Una esfera aislante sólida de 5 cm de radio, tiene una carga eléctrica distribuida uniformemente en todo su volumen. Concéntrico con la esfera hay un cascarón esférico conductor sin carga neta, como se muestra en la figura. El radio interior del cascarón mide 10 cm, y el radio exterior 15 cm. No hay otras cargas en las cercanías. a) Clasifique la magnitud del campo eléctrico en los puntos (a un radio de 4 cm), B (radio de 8 cm), C (radio de 12 cm) y D (radio 16 cm) de mayor a menor. Muestre cualquier caso de igualdad en su clasificación. b) De igual modo, clasifique el flujo eléctrico a través de las superficies esféricas concéntricas a través de los puntos A, B, C y D.

2. Resolver los siguientes ejercicios d. Una partícula con una carga q= + 2.00 µC y masa m = 0.01 kg está conectado a un hilo que tiene L = 1.50 m de largo y está atado en el punto de pivote P en la figura. La partícula, hilo y el punto de giro yacen en una mesa horizontal libre de fricción. La partícula es liberada del reposo cuando el hilo forma un ángulo θ = 60.0° con un campo eléctrico uniforme de magnitud E = 300 V/m.

Determine la rapidez de la partícula cuando el hilo es paralelo al campo eléctrico (punto a de la fi gura).

e. Una partícula con carga +q está en el origen. Una partícula con carga - 2q está en x = 2.00 m sobre el eje x. a) ¿Para qué valores finitos de x el campo eléctrico es cero? b) ¿Para qué valores finitos de x el potencial eléctrico es cero?

f. En cierta región del espacio, el potencial eléctrico es V = 5x - 3x 2 y + 2yz 2 . Determine las expresiones correspondientes para las componentes en x, y, z del campo eléctrico en esa región. ¿Cuál es la magnitud del campo en el punto P cuyas coordenadas son (1, 0, - 2) m?...