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FISICA IA-Departamento de Física-UNS Para las carreras de Ing. Agronómica y Técnico Universitario En Medio Ambiente (TUMA) Profesor: Dr. Alfredo Juan GUÍA Nº 9: ELECTRICIDAD 1) ¿Cuántos electrones se deberán remover de una moneda de plata eléctricamente neutra para que esta adquiera una carga de + 2.4 C? 2) El núcleo del átomo de helio contiene dos protones que están separados una distancia de aproximadamente 3.0x10-15 m. Encuentre la magnitud de la fuerza electrostática que cada protón ejerce sobre el otro. (Los protones permanecen juntos en el núcleo porque la fuerza de repulsión electrostática es balanceada por la fuerza nuclear atractiva). 3) Dos esferas muy pequeñas son inicialmente neutras y están separadas una distancia de de 0.50 m. Suponga que se remueven 3.0x1013 electrones de una esfera y son puestos en la otra. a) ¿Cuál es la magnitud de la fuerza electrostática que actúa sobre cada esfera? b) ¿Es una fuerza atractiva o repulsiva? ¿Porqué? 4) Un campo eléctrico de 260 000 N/C apunta hacia el oeste en un cierto punto. ¿Cuál es la magnitud y dirección de la fuerza que actúa sobre una carga de – 7.0 C en este punto? 5) Una carga de + 7.50 C se encuentra en un campo eléctrico. Las componentes x e y de dicho campo eléctrico son Ex = 6.00 x 103 N/C y Ey = 8.00x103 N/C, respectivamente. a) Cuál es la magnitud de la fuerza sobre la carga? b) Determine el ángulo de la fuerza respecto al eje x. 6) La magnitud del campo eléctrico entre las placas paralelas de un capacitor es 2.4x105 N/C. Cada placa tiene una carga cuya magnitud es 0.15 C. ¿Qué área tiene cada placa? 7) Una pequeña esfera (masa = 0.012 kg) transporta una carga de 0.18 C. ¿Qué campo eléctrico ( magnitud y dirección) se necesita para hacer que la esfera flote sobre el piso? 8) La pared vertical (5.9 m x 2.5 m) de una casa esta orientada hacia el este. Un campo eléctrico uniforme que tiene una magnitud de 150 N/C es paralelo al piso y apunta 35 al norte del este. ¿Cuál es el flujo eléctrico a través de la pared? 9) Una superficie esférica rodea completamente a un grupo de cargas. Encuentre el flujo eléctrico a través de la superficie si el grupo de cargas consiste en a) una carga de + 3.5 x 10-6 C, b) una carga de – 2.3x10-6 C, c) las cargas de a) y b) juntas. 10) El ánodo (terminal positiva) de un tubo de rayos X se encuentra a un potencial de +125000 V con respecto al cátodo (terminal negativa). a) ¿Cuánto trabajo (en Joule) realiza la fuerza eléctrica cuando un electrón es acelerado del cátodo al ánodo? b) Si el electrón está inicialmente en reposo, ¿qué energía cinética tiene el electrón cuando llega al ánodo? 11) Tres cargas puntuales están ubicadas como muestra la figura. Determine el campo eléctrico y el potencial eléctrico en el origen de coordenadas debido a estas cargas. 12) Las superficies interna y externa de la membrana de una célula llevan una carga negativa y positiva, respectivamente. Debido a estas cargas, existe una diferencia de potencial de aproximadamente 0.070 V a través de la membrana. El espesor de la membrana es 8.0x10-9 m. ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico en la membrana? 13) Un cargador de baterías está conectado a una batería descargada y entrega una corriente de 6.0 A durante 5.0 horas, manteniendo en 12 V el voltaje entre las terminales de la batería durante este proceso. ¿Cuánta energía se entrega a la batería? 14) Los cables de aluminio de una línea de alto voltaje tienen una sección transversal de 4.9 x 10-4 m2. ¿Cuál es la resistencia de 10 km de este cable? 15) El elemento calefactor de una plancha tiene una resistencia de 24 . La plancha está conectada a un toma corriente de 120 V. ¿Cuál es la potencia disipada? 16) La corriente en una resistencia de 47 es 0.12 A. Esta resistencia está en serie con otra resistencia de 28 , y esta combinación de resistencias en serie está conectada con una batería. ¿Cuál es el voltaje de la batería? 17) Dos resistencias de 36.0 y 18.0 están conectadas en serie a una batería de 15 V. ¿Cuál es la caída de potencial en a) la resistencia de 36.0 b la resistencia de 18.0 ? 18) Dos resistencias de 42.0 y 64.0 están conectadas en paralelo. La corriente que circula por la resistencia de 64.0 es 3.00 A. a) Determine la corriente que circula por la otra resistencia. b) ¿Cuál es la potencia total consumida por las dos resistencias?