GUÍA DE EJERCICIOS: POTENCIAL ELÉCTRICO Y ENERGÍA POTENCIAL DEBIDOS A CARGAS PUNTUALES

Bienvenidos! este es un post que continúa la línea de ejercicios de física electromagnética. Puedes ver más ejercicios similares dando clic en el siguiente enlace.

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PROBLEMA 1

Dadas dos cargas de 2.00 microC, como se muestra en la figura, una carga de prueba positiva q=1.28x10^-18 C colocada en el origen.

(a) ¿Cuál es la fuerza neta ejercida por las dos cargas de 2.00 microC sobre la carga de prueba q?

(b) ¿Cuál es el campo eléctrico en el origen debido a las dos cargas de 2.00 microC?

(c) ¿cuál es potencial eléctrico en el origen debido a las dos cargas de 2.00 microC?

PROBLEMA 2

A cierta distancia de una carga puntual, la magnitud del campo eléctrico es de 500 V/m y el potencial eléctrico y el potencial eléctrico es de -3.00 kV.

(a) ¿Cuál es la distancia a la carga?

(b) ¿Cuál es la magnitud de la misma?

PROBLEMA 3

Las tres cargas de la figura están en los vértices de un triangulo isósceles. Calcule el potencial eléctrico en el punto medio de la base, si q=7.00 microC.

PROBLEMA 4

Dos cargas puntuales Q1= +5.00 nC y Q2= -3.00 nC, están separadas 35.0 cm.

a)¿Cuál es la energía potencial de par? ¿Cuál es el significado del signo algebraico en su respuesta?

b) ¿Cuál es el potencial eléctrico en un punto a medio camino entre las cargas?

PROBLEMA 5

Cuatro cargas puntuales idénticas (q=+10.0 microC) están ubicadas en las esquinas de un rectángulo, como se muestra en la figura. Las dimensiones del rectángulo son L=60 cm y W=15 cm. Calcule el cambio en la energía potencial eléctrica del vértice inferior izquierdo en la figura. Se coloca en esta posición traiéndola desde el infinito. Suponga que las otras tres cajas en la figura permanecen fijas.

PROBLEMA 6

Dos cargas puntuales, cada una de ellas con una magnitud de 2.0 microC, se localizan en el eje de las x. Una de ellas está a x=1m y la otra a x=-1m.

(a) Determine el potencial eléctrico sobre el eje de las 'y' en el punto y=0.5m.

(b) Calcule el cambio en la energía potencial eléctrica del sistema al traer una tercera carga de -3.00 microC desde un punto infinitamente lejano a una posición en el eje de las 'y' en y=0.5m.

PROBLEMA 7

Demuestre que la cantidad de trabajo requerida para colocar cuatro cargas puntuales idénticas de magnitud Q en las esquinas de un cuadrado de lado s es igual a 5.41 keQ^2/s.

PROBLEMA 8

Cinco cargas puntuales negativas idénticas -q están colocadas simétricamente alrededor de un circulo de radio R. Calcule el potencial eléctrico en el centro de un circulo.

PROBLEMA 9

Tres cargas positivas iguales que se encuentran en las esquinas de un triangulo equilátero de lado a, como se muestra en la figura.

(a)¿En que punto, si es que hay uno, del plano de las cargas, existe un potencial electrico igual a cero?

(b)¿Cual es el potencial eléctrico en el punto P debido a as dos cargas que se encuentran en la base del triángulo?

PROBLEMA 10

Dos partículas, con cargas de 20.0 nC y -20.0 nC, están colocadas en las coordenadas (0,4)cm y (0,-4)cm, como se muestra en la imagen. En el origen se muestra una partícula con carga de 10.0 nC.

(a) Determine la energía potencial eléctrica de la configuración de las tres cargas fijas.

(b) Una cuarta partícula, con una masa de 2.00x10^-13 kg y una carga de 40.0 nC, se libera del reposo en el punto (3,0)cm. Determine su velocidad después de haberse movido libremente hasta una distancia muy lejana.

PROBLEMA 11

Un pequeño objeto esférico tiene una carga de 8.00 nC. ¿A qué distancia del centro del objeto será el potencial igual a 100 V?; ¿a 50.0 V?, ¿a 25.0 V? ¿El espaciamiento de las equipotenciales es proporcional al cambio de potencial?

PROBLEMA 12

Un electrón inicia del reposo desde 3.00 cm del centro de una esfera aislante uniformemente cargada con un radio de 2.00 cm y una carga total de 1.00 nC. ¿Cuál será la velocidad del electrón cuando alcance la superficie de la esfera?

PROBLEMA 13

Calcule la energía que se requiere para formar el arreglo de cargas que se muestra en la figura, donde a=0.20m, b=0.40m y q=6.0 microC.

PROBLEMA 14

Cuatro partículas idénticas tienen una carga q cada una 'y' una masa m. Son liberadas del reposo desde los vértices de un cuadrado de lada L. ¿A qué velocidad se estará moviendo cada carga cuando se duplique su distancia al centro del cuadrado?

PROBLEMA 15

¿Cuánto trabaja se requiere para colocar ocho cargas puntuales idénticas, cada una de ellas de magnitud q, en las esquinas de un cubo de lado s?