Aprende Fisica con ejercicios y problemas resueltos para escolares , preparatoria y universitarios

ELECTROSTÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS TIPO EXAMEN DE INGRESO A LA UNIVERSIDAD


 








1. Después de frotar  suficientemente dos cuerpos  inicialmente neutros  en un ambiente seco ocurre que
I) Ambos cuerpos quedan cargados eléctricamente,
II) Uno de los cuerpos queda con exceso de carga negativa,
III) Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas iguales.

A) VVV        B) VVF C)  FVV  
D) FFV E)  VFF
RESOLUCIÓN
RPTA.: B

2. Cuatro esferas idénticas con cargas     q1 = 10 µC,   q2= -15 µC,   q3 = 17 µC  y  q4 = 20 µC,   se ponen simultáneamente en contacto físico.  Inmediatamente después del contacto la carga de cada esfera será.

A) 8 µC         B) -8 µC      
C)  4 µC     D) – 4 µC    
E)  -2 µC
RESOLUCIÓN
Por el principio de conservación de la carga.
Qinicial = Qfinal

10µC+(15µC)+17µC+20µC = 4q
      32µC = 4q
           q = 8µC

RPTA.: A


3. Dos   cuerpos    cargados    con   q1 = 1µC  y  q2 = -1µC,  tal como se muestra en la figura se encuentran en equilibrio. Determine la masa  del cuerpo 2
     (g = 10 m/ s2, K= 9x109 Nm2/C2)
         
A) 75 g B) 0,75 kg
C) 7,5 g     D) 75 kg          
E) 7,5 kg
RESOLUCIÓN


m = 0,75 kg
RPTA.: B

4. La figura muestra dos esferas idénticas de peso 10 N cada uno  y carga q = 20 µC  cada uno. Hallar la magnitud de la tensión  en las cuerdas aislantes e ingrávidas 1 y 2.

A) 20N; 50N
B) 20N; 40N
C) 50N; 60N
D) 35N; 30N
E) 30N; 60N
RESOLUCIÓN
Para (1)
T1 + Fe = 10 + T2

Para (2)
T2 = 10 + Fe


= 40 N

 T1 = 20 N
 T2 = 50 N

RPTA.: A

5. Se tienen dos cargas Q y q  separadas en el vacío por 3 m. A medida que la magnitud de  q  se incrementa,  la magnitud de la fuerza eléctrica  de interacción  varía  de acuerdo a la siguiente gráfica. hallar la magnitud de la carga Q (en C).


RESOLUCIÓN
De la gráfica:
tg 45º =

Q = 109C
RPTA.: E

6. En la figura mostrada, Hallar la magnitud de la fuerza  resultante  sobre la partícula de carga q o.
(q o  = Q/2 = q)  

RESOLUCIÓN

FR = F1 + F2
FR = 5KQ² / 8a²
RPTA.: E

7. En   la   figura   se   muestran   dos   partículas   electrizadas. Si Q1 = 4Q2. ¿A qué distancia respecto a Q1 se debe colocar una carga q tal que la fuerza resultante  en esta sea nula?

A) 2 m B) 1 m C) 3/5 m
D) 2/3 m E) 5/2 m
RESOLUCIÓN





F1 = F2

  x = 6  2x
3x = 6
  x = 2m
RPTA.: A

8. En la figura mostrada, determinar la magnitud de la carga  Q   para que la intensidad del campo eléctrico en el punto  P  sea horizontal ( q = 36 µC).


A) 4,5 µC B) -4,5 µC          
C)  9 µC   D) -9 µC    
E)  18 µC
RESOLUCIÓN

Para que sea horizontal:
EQ = Eq sen30º



Q = 4,5µC
Su magnitud:
4,5 µC
RPTA.: A

9. Calcular la magnitud de la intensidad de campo eléctrico resultante en el punto  P  asociado al sistema  de cargas que se muestran en la  figura.
(Q1 = 5x10-7C   , Q2 = 8x10-7C )



A) 1 800N/C     B) 2 700N/C
C) 3 600N/C D) 4500N/C    
E) 0
RESOLUCIÓN

E = 2700 N/C
RPTA.: B

10. En una región donde hay un campo eléctrico uniforme se colocan tres  partículas, tal como se muestra en la figura. La partícula ubicada en el punto B es eléctricamente neutra. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.


I. Cada partícula experimenta la misma  fuerza  eléctrica,
II. La fuerza eléctrica sobre el protón es diferente que sobre el electrón,
III. La fuerza eléctrica sobre el protón es mayor que sobre el electrón.
        A) VVV B) VVF C) FVF
D) FFV D)  VFF

RESOLUCIÓN
FVF
RPTA.: C

11. Una partícula  con carga q1=-4 µC se encuentra en una región  donde existe un campo eléctrico uniforme    el cual  ejerce una fuerza eléctrica  de magnitud 12 µN. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I. La magnitud de la intensidad de campo eléctrico es 12 µN/C.
II. La dirección de la intensidad de campo eléctrico es opuesta a la dirección de la fuerza  eléctrica  sobre la carga.
III. La intensidad de campo eléctrico es negativa.
         A) VVV B) VVF C) FVF
D) FFV   E) VFF

RESOLUCIÓN
FVF
RPTA.: C

12. Tres partículas con cargas q1=+1µC, q2 = +2µC  y q3 = +3µC  están ubicadas en los vértices  de un triangulo rectángulo isósceles, como se muestra en la figura. La magnitud de la intensidad de campo eléctrico resultante, en el punto medio de la hipotenusa, es:


A ) 4,50x103N/C B) 12,72x103N/C
C) 13,50 x 103N/C D) 9,00x103N/C  
E) 6,36x103 N/C
RESOLUCIÓN


ET = Eresall = 12,7278  10³ N/C

RPTA.: B

13. Una esferita pendular electrizada de   masa  m= 2g  se encuentra en equilibrio en una región donde hay un campo eléctrico uniforme de magnitud E = 100N/C, como se muestra en la figura. Calcule la carga eléctrica de la esferita.



A) + 5 µC     B) - 200 µC    
C)  - 5µC     D)  0,2 µC        
E) + 200 µC
RESOLUCIÓN

Entonces:

qE = mg
q =  200µC
RPTA.: B

14. En la figura se muestra  un  bloque de masa  m = 0,5 kg y  carga eléctrica        q = 50 C, en equilibrio sobre el plano inclinado liso. Determine la magnitud  de la intensidad de campo eléctrico uniforme (g = 10 m/s2).


A) 1,90 N/C     B)  3,70 N/C  
C) 7,50 N/C     D)  0,75 N/C  
E) 19,50 N/C
RESOLUCIÓN


E = 0,075 N/C
RPTA.: D

15. En la figura se muestra  las líneas de fuerza del campo eléctrico y las líneas  sobre las superficies equipotenciales  asociados a  una partícula  aislada  y electrizada. Indique la relación correcta respecto a la  magnitud del potencial en los puntos que se indican.


RESOLUCIÓN
RPTA.: C

16. En la figura mostrada, ¿a qué distancia de la carga   Q1  el potencial eléctrico es cero?
(Q2 = 4Q1)


A) 9 cm   B)  6 cm   C)  2 cm
C)  5 cm     E) 3 cm

RESOLUCIÓN

Sea “P”
Vp = 0


x = 6 cm
RPTA.: B

17. Calcule el potencial eléctrico asociado a las cargas Q1=4x19-9C y Q2 = -5x10-9C en el punto P según se muestra en la figura.



A) 20 V B) 25 V C) 2,5 V      
d) 3,5 V E) 4,5 V
RESOLUCIÓN

Vp
Vp =
VP = 4,5 V
RPTA.: E

18. Calcule el trabajo necesario para trasladar  una partícula  con carga       q =  -8 µC  desde la posición A hasta la posición B  en presencia del campo eléctrico creado por la carga  Q = 2x10-8 C.


A) -80 µJ     B) 80 µJ    
C) -409 µJ   D) 40 µJ  
E) -20 µJ

RESOLUCIÓN

       = (8  106) (VB  VA)
 + 80µJ
RPTA.: A


19. Calcule el trabajo realizado por un agente externo para llevar una partícula electrizada con una carga     q = 10 C,  desde  la posición A hasta la posición B  a velocidad constante.

A) 300 J B) -300 J C) 500 J
D) 100 J E) 200 J
RESOLUCIÓN
  = q(VB  VA)
= (10) (40 10)
= 300 J
RPTA.: A

20. En las figura se muestra un campo eléctrico uniforme. Si la diferencia de potencial  entre los puntos A y B es 80 V, ¿cuál es la diferencia de potencial entre los puntos C y D?

A) 40 V     B) 20 V     C)  10 V  
D) 80 V   E) 160 V
RESOLUCIÓN
Como:
V = Ed

a) (VB  VA) = E(2d) = 80
b) |VD  VC| = Ed



Entonces:
|VD  VC| = 40 V
RPTA.: A

21. Se    desea   llevar   una   carga   q = 2 µC  desde  la posición A hasta la posición B, tal como se muestra en la figura. Determine  el trabajo realizado por el agente externo al trasladar la carga q.
Q1  =  2 C   y  Q2 = -1 C


A) -210 J B) 2 100 J        
C) 1 500 J   D) -1 500 J  
E) 600 J
RESOLUCIÓN

RPTA.: E

22. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.
I. La carga almacenada en cada placa de un capacitor  es de igual magnitud pero de signos opuestos,
II. Cuanto mayor es la carga almacenada, mayor es la capacitancia del  capacitor.
III. La superficie de las placas de un capacitor es una superficie equipotencial.
A) VVV     B) FVV C) VFV    
D) VFF       E) FFF
RESOLUCIÓN
RPTA.: A

23. En el sistema de capacitores mostrados en la  figura, halle la capacitancia equivalente entre los terminales  a y b, si la capacitancia  de cada uno de los capacitores es  2 µF.






A) 1 µF   B)  2 µF   C)  3 µF  
D) 4µF   E)  5 µF
RESOLUCIÓN

Reduciendo:

Ceq = 5 µF
RPTA.: E

24. En la figura se muestra un sistema de capacitores. Si la diferencia   de   potencial Va b  es 12 V, halle la energía acumulada en el capacitor de  3 µF.


A) 92 µJ B) 94 µJ    C) 96 µJ
D) 98 µJ E) 90 µJ
RESOLUCIÓN
La energía:



U =
 
  = 96 µJ
RPTA.: C

25. Un capacitor de capacitancia  2 000 µF  tiene una carga  de 900 µC y se halla  inicialmente desconectado.  Si se conecta  en paralelo con otro capacitor  inicialmente descargado,  cuya capacitancia es el doble  del anterior,  la carga final almacenada en este último  es:

A) 600 µC   B) 200 µC      
C) 1 600 µC   D) 1 400 µC    
E) 800 µC
RESOLUCIÓN

La diferencia de potencias es la misma para ambos.
V1 = VC
     
       q2 = 2q1
q1 + q2 = 900µC

q1 = 300 µC
q2 = 600 µC

RPTA.: A