Page 512 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

24.7. Justifique el enunciado siguiente: La intensidad del 24.11. ¿Qué forma adoptaría la ley de Gauss si hubiéramos
campo eléctrico sobre la superficie de cualquier elegido k como constante de proporcionalidad en
conductor cargado debe ir en dirección perpendicu­ vez de la permitividad e0?
lar a la superficie. 24.12. En la ley de Gauss, demuestre que las unidades de
24.8. Las líneas del campo eléctrico nunca se cruzan entre e0EA son dimensionalmente equivalentes a las uni­
sí. Explíquelo. dades de carga.
24.9. Supongamos que se conecta un electroscopio a la 24.13. Demuestre que el campo en la región que está fuera
superficie exterior de una cubeta de hielo de Fara- de las dos placas paralelas en la figura 24.14 es igual
day. Muestre gráficamente qué sucederá con la hoja a cero.
de oro en cada uno de los pasos ilustrados en la fi­ 24.14. ¿Por qué la intensidad del campo es constante en
gura 24.13. la región comprendida entre dos placas cargadas
24.10. ¿Es posible que una línea del campo eléctrico em­ con signo opuesto? Trace un diagrama vectorial del
piece y termine en el mismo conductor? Comente su campo que corresponde a cada placa en diversos
respuesta. puntos entre las placas.

Problemas

Sección 24.1 El concepto de campo 8 fxC. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la
fuerza ejercida sobre una carga de — 2 nC colocada
24.1. Una carga de +2 ¡iC colocada en un punto P en un
en el punto P1
campo eléctrico experimenta una fuerza descenden­
24.9. Determine la intensidad del campo eléctrico en un
te de 8 X 10-4 N. ¿Cuál es la intensidad del campo
punto P, situado 4 cm encima de una carga de —12
eléctrico en ese punto? /xC. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la
Resp. 400 N/C, hacia abajo
fuerza ejercida sobre una carga de +3 nC ubicada
24.2. Una carga de —5 nC está colocada en el punto P del
en el punto P1
problema 24.1. ¿Cuáles son la magnitud y la direc­
Resp. 6.75 X 107 N/C, hacia abajo,
ción de la fuerza sobre la carga de —5 nC?
0.2025 N, hacia abajo
24.3. Una carga de —3 /jlC colocada en el punto A experi­
menta una fuerza descendente de 6 X 10-5 N. ¿Cuál Sección 24.2 Cálculo de la intensidad del campo
eléctrico y Sección 24.3 Líneas del campo eléctrico
es la intensidad del campo eléctrico en el punto Al
Resp. 20 N/C, hada arriba 24.10. Calcule la intensidad del campo eléctrico en el pun­
24.4. En un punto determinado, la intensidad del campo to medio de una recta de 70 mm que une a una carga
eléctrico es de 40 N/C en dirección al Este. Una car­ de —60 ¡iC con otra de +40 /xC.
ga desconocida recibe una fuerza hacia el Oeste de 24.11. Una carga de 8 nC se ubica 80 mm a la derecha de
5 X 10~5 N. ¿Cuál es la naturaleza y la magnitud de una carga de +4 nC. Determine la intensidad del
la carga? campo en el punto medio de una recta que une las dos
24.5. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza cargas. Resp. 2.25 X 104 N/C, a la izquierda
que actuaría sobre un electrón {q = —1.6 X 10“19 24.12. Calcule la intensidad del campo eléctrico en un pun­
C) si éste se ubicara en (a) el punto P del problema to colocado 30 mm a la derecha de una carga de 16
24.1?, ¿o (b) en el punto A del problema 24.3? nC y 40 mm a la izquierda de una carga de 9 nC.
Resp. (a) 6.40 X 10~17 N, hacia arriba, 24.13. Dos cargas iguales de signos opuestos están separa­
(b) 3.20 X 10~18 N, hacia abajo das por una distancia horizontal de 60 mm. El cam­
24.6. ¿Cuáles deben ser la magnitud y la dirección de la po eléctrico resultante en el punto medio de la recta
intensidad del campo eléctrico entre dos placas ho­ es de 4 X 104 N/C. ¿Cuál es la magnitud de cada
rizontales para producir una fuerza ascendente de carga? Resp. 2 nC
6 X 10"4 N sobre una carga de +60 /aC? *24.14. Una carga de 20 fiC está 4 cm arriba de una carga
24.7. El campo eléctrico uniforme entre dos placas hori­ desconocida q. La intensidad eléctrica en un punto
zontales es 8 X 104 C. La placa superior está cargada situado 1 cm arriba de la carga de 20 ¿uC es de 2.20
positivamente y la inferior tiene una carga negativa X 109 N/C y se dirige hacia arriba. ¿Cuáles son la
equivalente. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección magnitud y el signo de la carga desconocida?
de la fuerza eléctrica que actúa sobre un electrón *24.15. Una carga de —20 ¿uC se halla 50 mm a la derecha
que pasa horizontalmente a través de las placas? de una carga de 49 ¡iC. ¿Cuál es la intensidad del
Resp. 1.28 X 10~14 N, hacia arriba campo resultante en un punto situado 24 mm direc­
24.8. Calcule la intensidad del campo eléctrico en un pun­ tamente arriba de la carga de —20 /xC?
to P, situado 6 mm a la izquierda de una carga de Resp. 2.82 X 108 N/C, 297.3°

Capítulo 24 Resumen y repaso 493