Page 528 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

25.3. Cite un ejemplo en el cual la energía potencial sea 25.9. Demuestre que el volt por metro es dimensional­
cero en algún punto donde la intensidad del campo mente equivalente al newton por coulomb.
eléctrico no sea cero. 25.10. Distinga entre la diferencia de potencial y una dife­
25.4. El campo eléctrico en el interior de un conductor rencia en la energía potencial.
electrostático es cero. ¿También el potencial eléctrico 25.11. Una diferencia de potencial de 220 V se mantiene
dentro del conductor es cero? Explique su respuesta. entre los extremos de un alambre largo de alta re­
25.5. Si se conoce la intensidad del campo eléctrico en sistencia. Si el centro del alambre se conecta a tierra
algún punto, ¿se puede determinar el potencial eléc­ (V = 0), ¿cuál será la diferencia de potencial entre
trico en ese punto? ¿Qué información se necesita? el punto central y los extremos?
25.6. La superficie de cualquier conductor es una superfi­ 25.12. El potencial debido a una carga negativa es negativo
cie equipotencial. Justifique esta afirmación. y el potencial debido a una carga positiva es posi­
25.7. ¿La dirección de la intensidad del campo eléctrico va tivo. ¿Por qué? ¿También es cierto que la energía
del potencial más alto al más bajo? Ilustre su respuesta. potencial debida a una carga negativa es negativa?
25.8. Aplique el concepto de potencial al campo gravitacio- Explique su respuesta.
nal y trate de obtener una expresión similar a la ecua­ 25.13. ¿El potencial es una propiedad asignada al espacio
ción (25.9) para calcular la energía potencial por unidad o a una carga? ¿A qué está asignada la energía po­
de masa. Comente las aplicaciones de esa fórmula. tencial?

Problemas

Sección 25.1 Energía potencial eléctrica les por coulomb? ¿Sufrirá algún cambio si se quita
la carga de 8 nC? Resp. 2.70 X 106 J/C, no
25.1. Una placa cargada positivamente está 30 mm más
25.8. Una carga de + 6 ¡iC se encuentra a 30 mm de otra
arriba que una placa cargada negativamente, y la
carga de 16 pC . ¿Cuál es la energía potencial del
intensidad del campo eléctrico tiene una magnitud
sistema?
de 6 X 104 N/C. ¿Cuánto trabajo es realizado por
25.9. En el problema 25.8, ¿cómo cambiará la energía po­
el campo eléctrico cuando una carga de +4 pC se
tencial si la carga de 6 /xC se coloca a una distancia
mueve desde la placa negativa hasta la placa positi­ de sólo 5 mm? ¿Se trata de un incremento o de un
va? Resp. —7.20 mJ decremento de la energía potencial?
25.2. En el problema 25.1, ¿cuánto trabajo se realiza so­ Resp. 144 J, un incremento
bre o en contra del campo eléctrico? ¿Cuál es la 25.10. Una carga de —3 /xC se coloca a 6 mm de una carga
energía potencial eléctrica en la placa positiva? de —9 jU.C. ¿Cuál es la energía potencial? ¿Es nega­
25.3. La intensidad del campo eléctrico entre dos placas tiva o positiva?
paralelas separadas 25 mm es 8000 N/C. ¿Cuánto 25.11. ¿Qué cambio se registra en la energía potencial
trabajo realiza el campo eléctrico al mover una carga cuando una carga de 3 nC que estaba a 8 cm de dis­
de —2 /xC desde la placa negativa hasta la placa po­ tancia de una carga de —6 ¡¿C se coloca a 20 cm de
sitiva? ¿Cuánto trabajo es realizado por el campo al distancia de ésta? ¿Hay un incremento o una dismi­
llevar la misma carga de regreso a la placa positiva? nución en la energía potencial?
Resp. +4.00 X 10~4J, -4 .0 0 X 10~4 J Resp. +1.22 J, incremento
25.4. En el problema 25.3, ¿cuál es la energía potencial 25.12. ¿A qué distancia de una carga de —7 /xC se debe
cuando la carga está en (a) la placa positiva y (b) la colocar una carga de —12 nC para que la energía
placa negativa? potencial sea de 9 X 10 5 J?
25.5. ¿Cuál es la energía potencial de una carga de + 6 nC 25.13. La energía potencial de un sistema constituido por
localizada a 50 mm de una carga de +80 ¿uC? ¿Cuál dos cargas idénticas es 4.50 mJ cuando la separa­
es la energía potencial si la misma carga está a 50 ción entre ellas es de 38 mm. ¿Cuál es la magnitud
mm de una carga de -8 0 /xC? de cada carga? Resp. 139 nC
Resp. +86.4 mJ, —86.4 mJ
Sección 25.3 Potencial y Sección 25.4
25.6. ¿A qué distancia de una carga de —7 p C otra carga de
Diferencia de potencial
—3 nC tendrá una energía potencial de 60 mJ? ¿Qué
fuerza inicial experimentará la carga de —3 nC? 25.14. ¿Cuál es el potencial eléctrico en un punto que se
25.7. Una carga de + 8 nC se coloca en un punto P, a 40 encuentra a 6 cm de una carga de 8.40 /xC? ¿Cuál es
mm de una carga de +12 ¡jlC. ¿Cuál es la energía la energía potencial de una carga de 2 nC colocada
potencial por unidad de carga en el punto P en jou- en ese punto?

Capítulo 25 Resumen y repaso 509