E L E C T R O S T Á T I C A
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Ley de Coulomb. Campo eléctrico.
En esta etapa nos proponemos calcular:
  • Campos Eléctricos de cargas puntuales.

PROBLEMA 1.1-

Sobre el eje x hay dos cargas puntuales
La carga positiva q1 =  500 nC tiene abscisa x1 =  - 4 cm.
La carga negativa q2 = -500 nC tiene abscisa x2 =   4 cm.
a) Hallar el vector campo eléctrico en cada uno de los siguientes puntos del plano xy:
O ( 0 ; 0 ),  A ( 0 ; 4  cm ),  B ( 0 ;  - 4  cm ),  C ( 4  cm ; 4  cm ),  D ( 6  cm ; 0 ),  E (  - 6  cm ; 0 ) F ( 2 cm ; - 2 cm ), 


b) ¿Es posible calcular en campo eléctrico en los puntos ( 4  cm ; 0 ) o ( - 4  cm  0 )?   Sí, no. ¿ Porqué ?

c) Si en el orígen de coordenadas colocamos un electrón: ¿Cuál será el vector fuerza eléctrica sobre él ?
Carga del electrón: qe = 1,6 . 10-19 C
d) Si el electrón es "libre" de moverse: ¿Cuál será su aceleración?
Masa del electrón: me = 9,1  . 10-34 Kg  
 

PROBLEMA 1.2-

Repetir el problema 1.1 pero ahora ambas cargas son positivas.
 

PROBLEMA 1.3-

En los vértices del cuadrado ABCD de 20 cm de lado hay cuatro cargas puntuales qA, qB, qC y qD.
El campo eléctrico en el centro O del cuadrado vale cero: Eo = 0.
Las cargas qC  y qD  valen:      qC = 10 nC y qD = -10 nC:
a) ¿Cuánto valen las cargas qA y qB ?
b) ¿Cuánto vale el campo eléctrico en M: punto medio del lado BC?
c) ¿Cuánto vale el campo eléctrico en N: punto medio del lado CD?
 

PROBLEMA 1.4-

En el eje x hay dos cargas puntuales del mismo signo: q1 = 40 nC y  q2 = 10 nC.

La carga q1 está el origen de coordenadas y la carga q2 tiene abscisa x2 = 12 cm.

Encontrar las coordenadas de el o los puntos en los que el campo eléctrico se anula.

PROBLEMA 1.5-

En el eje x hay dos cargas puntuales de distinto signo: q1 = 40 nC  y  q2 = -10 nC.

La carga q1 está el origen de coordenadas y la carga q2 tiene abscisa x2 = 12 cm.


a) Encontrar las coordenadas de el o los puntos en los cuales el campo eléctrico se anula.

b) Para pensar: Analice los valores del campo eléctrico a lo largo del eje. x.
¿Tiene máximos relativos? Sí, no, ¿Porqué?

 
Respuesta: a) En x = 24 cm el campo vale cero.
                   b) E vale 0 en x = 24 cm. Luego aumenta y luego disminuye ya que en x → ∞ tiende a 0. Entonces ...

PROBLEMA 1.6-

En cada uno de los vértices de un cubo de lado L hay cargas puntuales q.

Expresar en función de L y q :

a) el módulo del campo electrico en el centro del cubo.

b) el módulo del campo electrico en el centro una de las caras.

c) el módulo de la fuerza sobre cada carga.

d) el módulo del campo eléctrico en el centro si se quita una de las cargas.
R: a) E = 0     b) E= 8/3 √(2/3) K q/L2 = 2,18 K q/L2     c) F = (√3 + √6 /2 + 1/3)KVq2/L2 = 3,29 K q2/L2     d) F = 4/3 K q/L2    
PROBLEMA 1.7

En un cuadrado ABCD de lado 20 cm hay cargas iguales q en cada uno de sus vértices

a) ¿Cuanto vale el campo eléctrico en el centro O del cuadrado?

b) ¿Cuanto vale el campo eléctrico en un punto P que está a 10 cm sobre el punto O , por encima del plano del cuadrado?

PROBLEMA 1.8-

Sobre el eje "y" hay tres cargas puntuales:

qA = qC = 99 nC,  qB =  -70 nC.

Sus ordenadas son:

yA = 12 cm,  yB = 0,  yC =  -12 cm.

Encontrar los puntos del eje x donde el campo eléctrico es cero.
R: x = ±12 cm   

PROBLEMA 1.9-

Sobre el eje "y" hay cuatro cargas puntuales:

qA = qD = 64 nC.   qB = qC = - 27 nC

Sus ordenadas son:

yA = 16 cm,  yB = 9 cm,  yC = - 9 cm,  yD = - 16 cm.

Encontrar los puntos del eje x donde el campo eléctrico es cero.
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