Page 495 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Problemas
23.9. Una carga de +60 ¡xC se coloca 60 mm a la izquier­
Sección 23.7 Ley de Coulomb
da de una carga de +20 /xC. ¿Cuál es la fuerza re­
23.1. Dos esferas, cada una con una carga de 3 /xC, están sultante sobre una carga de —35 /xC colocada en el
separadas a 20 mm. ¿Cuál es la fuerza de repulsión punto medio entre las dos cargas?
entre ellas? Resp. 202.5 N Resp. 1.40 X 104 N, izquierda
23.2. Dos cargas puntuales de —3 y +4 ¡xC están separa­ 23.10. Una carga puntual de +36 ¡xC se coloca 80 mm a
das 12 mm en el vacío. ¿Cuál es la fuerza electros­ la izquierda de una segunda carga puntual de —22
tática entre ellas? /xC. ¿Qué fuerza se ejerce sobre una tercera carga
23.3. Una partícula alfa consiste en dos protones (q = de +10 /xC colocada en el punto medio?
1.6 X 10~19 C) y dos neutrones (sin carga). ¿Cuál 23.11. En el problema 23.10, ¿cuál es la fuerza resultante
es la fuerza de repulsión entre dos partículas alfa sobre una tercera carga de +12 ¡xC colocada entre
separadas 2 mm entre sí? Resp. 2.30 X 10~10 N las otras cargas y a 60 mm de la carga de +36 /xC?
23.4. Suponga que el radio de la órbita del electrón alre­ Resp. 7020 N, derecha
dedor del protón, en un átomo de hidrógeno, es de 23.12. Una carga de +6 /xC está 44 mm a la derecha de
5.2 X 10-u m aproximadamente. ¿Cuál es la fuerza una carga de —8 /xC. ¿Cuál es la fuerza resultante
electrostática de atracción? sobre una carga de —2 ¡xC que se encuentra 20 mm
23.5. ¿Cuál es la separación de dos cargas de —4 /xC si la a la derecha de la carga de —8 /xC?
fuerza de repulsión entre ellas es 200 N? *23.13. Una carga de 64 ¡xC está colocada 30 cm a la iz­
Resp. 26.8 mm quierda de una carga de 16 /xC. ¿Cuál es la fuerza
23.6. Dos cargas idénticas separadas 30 mm son sujetas a resultante sobre una carga de —12 /xC localizada
una fuerza de repulsión de 980 N. ¿Cuál es la mag­ exactamente 50 mm debajo de la carga 16 ¡xCl
nitud de cada carga? Resp. 2650 N, 113.3°
*23.7. Una carga de 10 /xC y una carga de —6 /xC están se­ *23.14. Una carga de + 60 nC se localiza 80 mm arriba de una
paradas 40 mm. ¿Qué fuerza existe entre ellas? Las carga de —40 nC. ¿Cuál es la fuerza resultante sobre
esferas se ponen en contacto unos cuantos segundos una carga de —50 nC colocada 45 mm a la derecha
y luego se separan de nuevo 40 mm. ¿Cuál es la de la carga de —40 nC en dirección horizontal?
nueva fuerza? ¿Es de atracción o de repulsión? *23.15. Tres cargas puntuales, q1 = +8 ¡xC, q0 = —4 /xC
Resp. 338 N, de atracción; 5.62 N, de repulsión y q3 = +2 /xC, se colocan en las esquinas de un
*23.8. Dos cargas puntuales se atraen inicialmente entre sí triángulo equilátero, que mide 80 mm por cada lado.
con una fuerza de 600 N. Si su separación se reduce ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza
a un tercio de su valor original, ¿cuál es la nueva resultante sobre la carga de +8 ¡xCl
fuerza de atracción? Resp. 39 N, 330°

Problemas adicionales
23.16. ¿Cuál debe ser la separación entre dos cargas de +5 30 mm de distancia entre sí? ¿Se trata de atracción o de
¡xC para que la fuerza de repulsión sea de 4 N? repulsión? Resp. 5.12 X 104 N; atracción
23.17. La fuerza de repulsión entre dos esferas de médula 23.20. Si fuera posible colocar 1 C de carga en cada una
de saúco es de 60 /xN. Si cada esfera de médula de de dos esferas separadas por una distancia de 1 m,
saúco tiene una carga de 8 nC, ¿cuál es la separa­ ¿cuál sería la fuerza de repulsión en newtons?
ción entre ellas? Resp. 98 mm 23.21. ¿Cuántos electrones es necesario colocar en cada una
23.18. Dos cargas desconocidas idénticas se encuentran de dos esferas, separadas entre sí 4 mm, para produ­
sometidas a una fuerza de repulsión recíproca de 48 cir una fuerza de repulsión de 400 N entre ellas?
N cuando la distancia que las separa es de 60 mm. Resp. 5.27 X1012 electrones
¿Cuál es la magnitud de cada carga? 23.22. Una carga de —40 nC se coloca 40 mm a la izquier­
23.19. Un objeto contiene un exceso de 5 X 1014 electrones y da de una carga de +6 nC. ¿Cuál es la fuerza resul­
otro tiene una deficiencia de 4 X 1014 electrones. ¿Cuál tante sobre una carga de —12 nC colocada 8 mm a
es la fuerza que cada uno ejerce sobre el otro si están a la derecha de la carga de +6 nC?

476 Capítulo 23 Resumen y repaso