Tres cargas eléctricas de +6μC, +4μC y -2μC respectivamente se encuentran en las posiciones (40,0), (0,30) y (0,0) ( las distancias están expresadas en cm. Calcular la fuerza eléctrica sobre la carga negativa y la energía potencial de esta carga.
Calcula el valor de la carga que debemos situar en el techo de una habitación cuadrada de manera que un electrón se encuentre a una distancia del techo de 2m y en reposo. ¿Qué carga debería ser si en lugar de ser un electrón fuera un protón? Realiza un esquema gráfico de las fuerzas que actúan sobre cada una de las dos cargas propuestas.
Datos: K=9.109 N.m2/C2; me=9,1.10-31kg; e=1,6.10-19C; mp=1,67.10-27kg
¿Cuánto valen dos cargas iguales que situadas en el vacío, a una distancia de 2m, se repelen con una fuerza de 36N?
Dos cargas Q1 y Q2 de -2µC y 2µC, respectivamente, están situadas en un plano cuyas coordenadas son (-2,0) y (2,0), respectivamene. Calcula la fuerza ejercida por estas dos cargas sobre otra carga Q3 de -3µC, de coordenadas (0,4)
Tenemos que aplicar el principio de superposición
F3 = F1 + F2
F1 = K·Q1·Q3/d2 = 9.109.2.10-6.3.10-6/20 = 2,7·10-3 N
d = ( 22 + 42 )1/2 = √20
β = arctg (4/2) = 63,4º
F1 = 2,7·10-3 ( cosβux + senβuy)
F2 = K·Q2·Q3/d2 = 9.109.2.10-6.3.10-6/20 = 2,7·10-3 N
F1 = 2,7·10-3 ( cosβux – senβuy)
F3 = F1 + F2 = 2·2,7·10-3·cos(63,4) = 2,42.10-3 ux N
Solución: F3 = 2,42.10-3 ux N
Se tienen dos cargas puntuales sobre el eje X, q1 = -0,2µC está situada a la derecha del orgien y dista de él 1m; q2 = 0,4µC está a la izquierda del origen y dista de él 2 m.
a) ¿En qué puntos del eje X el potencial creado por ambas cargas es nulo?
b) Si se coloca en el origen una carga de q3 = 0,4µC, determine la fuerza ejercida sobre ellas por las otras dos cargas.
Datos: K=9.109 N.m2/C2
Tres partículas cargadas Q1=+2µC, Q2=+2µC y Q3 de valor desconocido estan situadas en el plano XY. Las coordenadas de los puntos en los que se encuentran las cargas son Q1: (1,0), Q2: (-1,0) y Q3: (0,2). Si todas las coordenadas están expresadas en metros:
a) ¿Qué valor debe tener la carga Q3 para que una carga situada en el punto (0,1) no experimiente ninguna fuerza neta?
b) En el caso anterior, ¿cuánto vale el potencial eléctrico resultante en el punto (0,1) debido a las cargas Q1, Q2 y Q3?
Datos: K=9.109Nm2/C2
a) Para que el campo en (0,1) sea0 hemos de aplicar el principio de superposición de manera que la suma de los campos creados por las dos primeras cargas se anule con el que crea el de la tercera carga.
Por la simetría del problema, el campo creado por Q1 y Q2 solo tendrá componente Y positiva, puesto que las componentes en el eje X se anulan.
E(Q1,Q2)= 2.(K.Q/r2).sen45 j=1,27.104N/Cj
Q3 debe crear un campo que compense el creado por Q1 y Q2, de modo que
E(Q3)= -1,27.104N/Cj
Para que eso sea posible, Q3 debe ser una carga positiva, de modo que cree un campo hacia afuera.
k.Q3/1=1,27.104 → Q3=1,41μC
b) Aplicamos el principio de superposición:
V=V1+V2+V3
V1=V2=k.Q/R=9.109.2.10-6/√2=1,27.104V
V3=K.Q3/R3=9.109.1,27.10-6/1=1,27.104V
V(0,1) = 3.1,27.104V=3,81.104V