un camp elèctric constant de 103 N/C dirigit al sentit negatiu de l’eix d’abscisses i
observem que la càrrega es desvia cap a la dreta i que queda en repòs quan el fil
forma un angle de 37° amb la vertical.
a) Dibuixeu l’esquema corresponent a les forces que actuen sobre la càrrega q en
aquesta posició d’equilibri. Quin signe té la càrrega q?
b) Calculeu la tensió del fil.
c) Determineu el valor de la càrrega q.
P2) Dues càrregues puntuals de +2 μC i +20 μC es troben separades per una distància
de 2 m.
a) Calculeu el punt, situat entre les dues càrregues, en què el camp elèctric és nul.
b) Busqueu el potencial elèctric en un punt situat entre les dues càrregues i a
20 cm de la càrrega menor.
c) Determineu l’energia potencial elèctrica del sistema format per les dues càrregues.
DADES: k = 1/(4πε0) = 9 · 109 N · m2/C2.
P2) Dues càrregues elèctriques puntuals de +3 μC i –7 μC es troben situades, respectivament,
en els punts (0, 3) i (0, –5) d’un pla. Calculeu:
a) El camp elèctric que creen aquestes càrregues en el punt P(4, 0).
b) La diferència de potencial V(O) – V(P), on O és el punt (0, 0).
c) El treball que cal fer per a traslladar una càrrega de +5 μC des del punt O(0, 0)
fins al P(4, 0). Interpreteu el signe del resultat.
NOTA: Les coordenades dels punts s’expressen en metres.
DADES: k = 1/(4πε0) = 9 · 109 N · m2 · C–2.
P2) Pengem del sostre dos fils de 50 cm de longitud. Cada fil du al seu extrem una
càrrega positiva de valor q = 1,2 · 10–8 C. Quan s’arriba a l’equilibri, les càrregues
estan separades per una distància de 20 cm, tal com mostra la figura. Calculeu:
a) La tensió de les cordes.
b) El potencial elèctric que creen en el punt mitjà del segment que va d’una càrrega
a l’altra.
c) El camp elèctric que creen en el punt d’unió dels fils amb el sostre.
DADES: k = 1/(40) = 9,0 · 109 N · m2/C2.
Q3) Es disposa un sistema de càrregues elèctriques positives, puntuals, del mateix valor
i alineades tal com indica la figura:
1. L’energia potencial electrostàtica del sistema és
a)2 .
b)3 .
c)5 .
2. Si la càrrega del centre s’apropés a un dels extrems, l’energia potencial electrostàtica
del sistema
a) augmentaria.
b) disminuiria.
c) no canviaria, perquè el sistema seria el mateix.
P2. Tres partícules carregades, q1 = –1 µC, q2 = 3 µC, q3 = –2 µC, es troben sobre
un pla en els punts de coordenades P1 = (0,0), P2 = (10,0) i P3 = (0,10), respectivament.
Totes les coordenades s’expressen en m. Calculeu:
a) La força elèctrica que actua sobre q1.
b) El potencial elèctric en el punt P4 = (0,5).
c) La variació d’energia potencial elèctrica que experimenta un electró quan el
desplacem del punt P4 = (0,5) al punt P5 = (0,15).
Dades: qe = –1,602 · 10–19 C, k = 1/(4πε0) = 9,0 · 109 N·m2·C–2
Q4. Un electró inicialment en repòs es deixa lliure en un punt de l’espai, en presència
del camp elèctric creat per una càrrega puntual positiva.
1. Quan l’electró es desplaça en el camp elèctric:
a) Augmenta la seva energia potencial electrostàtica.
b) Segueix el sentit de les línies de camp.
c) Es mou en la direcció de potencial elèctric creixent.
2. Quan l’electró es desplaça entre dos punts del camp que tenen una diferència
de potencial de 1.000 V:
a) La seva energia cinètica augmenta en 1.000 J.
b) La seva energia cinètica augmenta en 1.000 eV.
c) La seva energia mecànica augmenta en 1.000 eV.
P2. Tenim dues càrregues puntuals fixes, Q1 = 10 µC i Q2 = –10 µC, situades respectivament
a l’origen de coordenades i en el punt (3,0). Col·loquem en el punt
(3,4) una altra càrrega puntual, q = 1 µC. Calculeu:
a) L’energia potencial electrostàtica de la càrrega q.
b) L’expressió vectorial de la força a què està sotmesa la càrrega q.
c) En quant canviarien els resultats dels apartats anteriors si les càrregues, en
lloc de trobar-se en el buit, estiguessin submergides en aigua.
Dades: k = 1/(4πε0) = 9,0 · 109 N·m2·C–2; la constant dielèctrica relativa de l’aigua val
81; les distàncies es mesuren en m.
P2. Tres càrregues elèctriques puntuals i positives es troben situades als vèrtexs
d’un triangle equilàter de costat 3 m. Dues d’aquestes tenen càrrega q i la
tercera té càrrega 2q, essent q = 10–4 C. Calculeu:
a) El potencial elèctric en el punt mitjà del costat en què es troben les dues
càrregues més petites (punt P).
b) El camp elèctric en el mateix punt P.
c) El treball que cal fer per traslladar la càrrega 2q des del vèrtex on es troba
fins al punt P.
Dada: k = 1/(4πε0) = 9,0 · 109 N·m2·C
No hay comentarios:
Publicar un comentario