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UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
ELECTROMAGNETISMO ESTADO SÓLIDO I
Guía de Problemas I
PROFESOR:
Vallhonrat, Carlos
Montefinal, Fabián
SEDE:
Sede Centro
CURSO:
4° “A”
TURNO:
Mañana
ALUMNOS:
Daleffe, Pablo
Provenzano, Matias
Severino, Augusto
AÑO LECTIVO:
2013
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia: Electromagnetismo – Estado Sólido
Docentes: Vallhonrat, Carlos y Montefinal
I
Fabián
Alumnos:
Sede:
Daleffe, Pablo / Provenzano, Matias / Severino, Matias.
Centro
Comisión:
4° A
Turno:
Mañana
Guía de Problemas - Unidad I
Año
2013
Guía de Problemas
- Unidad 1
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Ejercicios
1) Se ha señalado que la ley de Coulomb y la ley de Gravitación Universal de Newton son similares. Señale cuáles son
las diferencias. Busque y compare los valores de ambas constantes.
La ley de gravitación universal describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa.
La ley de Coulomb establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la
Electrostática como ciencia cuantitativa.
La ley de la gravitación universal establece que la fuerza de atracción entre dos masas es directamente proporcional al
producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
A pesar del parecido en las expresiones de ambas leyes se encuentran dos diferencias importantes.
La primera es que en el caso de la gravedad no se han podido observar masas de diferente signo como sucede en el caso
de las cargas eléctricas, y por tanto, la fuerza entre masas siempre es atractiva.
La segunda tiene que ver con los órdenes de magnitud de la fuerza de gravedad y de la fuerza eléctrica.
En conclusión, matemáticamente no hay diferencias. Son formalmente iguales.
La diferencia está en el fenómeno físico en que se aplican. Un caso obedece a fuerzas generadas por cargas y el otro a
fuerzas generadas por propiedad gravitatoria entre masas.
2) Se electrifica una barra de plástico frotándola con lana ¿Se habrá cargado también la lana?¿Qué principio
fundamental está asociado a este proceso?
Si, la lana estará cargada debido a que al frotar un cuerpo con otro se realiza una transferencia de electrones dando
lugar a las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas.
4) En todos los puntos de cierta región del espacio se encuentra que se cumple lo siguiente:
Una carga positiva de 10 µC recibe una fuerza hacia arriba de 50 N y una carga negativa de 6 µC recibe una fuerza
hacia abajo de 30 N.
50N
a) ¿Qué conclusiones podrían sacarse sobre la existencia, o no, en dicha región de un
campo eléctrico y qué características tendría?
Se puede llegar a la conclusión que existe un campo eléctrico porque las cargas
experimentan una fuerza. Su intensidad = 5 * 106 V/m
b) ¿Qué trabajo habría que realizar sobre la primer carga para:
b.1) Impedir que sea desplazada por la fuerza actuante. (No hay desplazamiento)
No se realizaría ningún trabajo t=0 ya que no hay desplazamiento.
+10mC
-6mC
-30N
b.2) Desplazarla 2 m hacia abajo. (movimiento de la carga opuesto a la dirección de la fuerza)
L = 50N * 2m * cos(180°)
L = -100 Joule
b.3) Desplazarla un metro hacia la izquierda.
L= 50N * 1m * cos(90°)
Año
2013
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia: Electromagnetismo – Estado Sólido
Docentes: Vallhonrat, Carlos y Montefinal
I
Fabián
Alumnos:
Sede:
Guía de Problemas
- Unidad 1
Daleffe, Pablo / Provenzano, Matias / Severino, Matias.
Centro
Comisión:
4° A
Turno:
Mañana
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Guía de Problemas - Unidad I
L = 0 Joule
b.4) Desplazarla 3 m hacia arriba. (desplazamiento mismo sentido que la fuerza)
L = 50N * 3m * cos(0°)
L = 150 Joule
c) ¿Cuál es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos separados por una distancia vertical de 0,5 m y
horizontal de 1 m?
En este caso solo es importante la posición vertical por lo que la diferencia de potencial eléctrico es:
E = 5 * 106 V/m * 0,5 m
E = 2,5 * 106 V
d) ¿Cuál se encuentra a mayor potencial?
El que se encuentra a mayor potencia es el más bajo.
5) En el campo eléctrico del ejercicio anterior, considere un punto cualquiera y una dirección arbitraria:
a) Usando una planilla de cálculo u otro software adecuado, dibuje un gráfico cartesiano que represente la variación
de la intensidad de campo en esa dirección.
Campo Electrico (V/m)
6000000
5000000
Potencial (V)
4000000
3000000
2000000
1000000
0
0
1
2
3
4
5
Distancia (m)
6
7
8
9
10
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Materia: Electromagnetismo – Estado Sólido
Docentes: Vallhonrat, Carlos y Montefinal
I
Fabián
Alumnos:
Daleffe, Pablo / Provenzano, Matias / Severino, Matias.
Sede:
Centro
Comisión:
4° A
Turno:
Mañana
Año
2013
Guía de Problemas
- Unidad 1
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Guía de Problemas - Unidad I
Potencial Eléctrico (V)
6000000
Campo Eléctrico (V/m)
5000000
4000000
3000000
2000000
1000000
0
0
2
4
6
8
10
12
Distancia (m)
c) Relacionar los resultados obtenidos con la expresión E = - dV/dx.
A diferencia del campo eléctrico, el potencial eléctrico es una magnitud escalar. A semejanza de él tiene un determinado
valor en cada punto del espacio que rodea a la carga que lo produce. La imagen última representa la variación de este
valor en función de la distancia a la carga.
8) ¿Cuál de los siguientes procesos consiste en, o involucra a, una corriente eléctrica?
 La caída de un rayo.
 La “descarga” que recibimos a veces al bajar del auto los días secos.
 El bombardeo electrónico de la pantalla de un monitor o televisor.