FUERZA ELÉCTRICA EJERCICIOS RESUELTOS DE LEY DE COULOMB PDF
FUERZA ELECTROSTÁTICA
Luego de reconocer que existen dos tipos de carga la positiva y la negativa se comenzó a medir la fuerza que existe entre las cargas y fue Coulomb que luego de muchas mediciones y observaciones enunció la ley que lleva su nombre.
¿ QUÉ DICE LA LEY DE COULOMB ?
La ley de coulomb nos dice que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas , e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
☛ La fuerza entre las cargas actúa sobre la línea que une a las cargas.
Esta fuerza cumple la tercera ley de Newton, de acción y reacción.
☛ En la fórmula de Coulomb las cargas q1 y q2 van en valor absoluto (sin signos), deben estar expresadas en Coulomb.
☛ La constante K de la fórmula se denomina constante de Coulomb y depende del medio que separa a las cargas
LEYES ELECTROSTÁTICAS
PRIMERA LEY : Ley cualitativa
Esta ley establece que:
‘‘Dos cuerpos con cargas de la misma naturaleza (o signo) se repelen, y de naturaleza diferente (signos diferentes) se atraen’’.
La cual nos expresa una cualidad de los cuerpos electrizados que en cierta forma fue descubierta por el médico inglés William Gilbert (finales del año 1500).
Gilbert notó que los cuerpos electrizados se comportan como:
El vidrio después de ser frotado con seda o El caucho después de frotarse con piel (conejo). Con lo cual estableció que cuerpos electrizados como:
☛ El vidrio se rechazan entre sí.
☛ El caucho se rechazan entre sí.
☛ El vidrio y el caucho se atraen.
SEGUNDA LEY :
Ley cuantitativa ( Ley de Coulomb )
Esta ley nos determina el módulo de la fuerza con que se atraen o repelen dos partículas electrizadas.
El modulo de la fuerza con la cual se atraen o rechazan dos partículas electrizadas, en el vacío, es directamente proporcional al producto de los valores absolutos de sus cantidades de carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
En el caso de la presencia de varias cargas, la fuerza resultante es la suma vectorial de las fuerzas debido a cada una de las cargas.
La ley de Coulomb es válido para partículas electrizadas: no puede ser utilizado directamente en el caso de cuerpos de dimensiones considerables al menos que la distancia entre dichos cuerpos sea bastante grande en comparación a sus dimensiones.
PRACTICA
EJERCICIO 1 :
Dos cargas de +4×10−⁶C y –5×10−⁶C se separan una distancia de 3m.
¿Con qué fuerza se atraen?
A) 1N
B) 10N
C) 2×10−²N
D) 20N
E) 0,2N
Rpta. : "C"
EJERCICIO 2 :
Determina con que fuerza se repelerían mutuamente dos cargas eléctricas puntuales las cuales teóricamente tienen 1C y están separadas por una distancia de 1km.
A) 3000N
B) 6000N
C) 9000N
D) 12000N
E) 15000N
Rpta. : "C"
EJERCICIO 3 :
Se tienen dos cargas de 2μC y 3μC respectivamente y están separadas 3cm.
¿Cuánto vale la fuerza de interacción electrostática?
A) 60N
B) 600N
C) 6000N
D) 6N
E) 60000N
Rpta. : "A"
EJERCICIO 4 :
Al colocar dos cargas eléctricas a cierta distancia se obtienen los siguientes resultados, “A” y “B” se atraen , “A” y “C” se repelen , además “B” y “D” se repelen. Indica lo incorrecto:
A) B y C se atraen
B) C y D se atraen
C) A y C se atraen
D) A y C se repelen
E) A y D se atraen
Rpta. : "C"
EJERCICIO 5 :
Indicar verdadero (V) o falso (F) según corresponda:
I. La fuerza eléctrica entre dos cargas eléctricas son siempre de sentido contrario.
II. La fuerza eléctrica entre dos cargas es directamente proporcional a la distancia que separa las cargas.
III. La fuerza eléctrica entre dos cargas tienen sentido opuesto solamente cuando las cargas tiene signos opuestos.
a) FFF
b) VFF
c) VVF
d) FFV
e) FVF
EJERCICIO 6 :
Si un cuerpo se encuentra electrizado negativamente es porque:
A) Ha ganado neutrones
B) Ha ganado protones
C) Ha ganado electrones
D) Ha perdido protones
E) Ha perdido electrones
EJERCICIO 7 :
Un cuerpo se electriza positivamente, entonces:
A) aumenta el valor de la fuerza de gravedad sobre él.
B) disminuye el valor de la fuerza de gravedad sobre él.
C) gana protones.
D) pierde protones.
E) pierde neutrones.
EJERCICIO 8 :
Las fuerzas de interacción eléctrica entre dos cargas puntuales tienen ……… módulo y direcciones …………
A) distinto - paralelas
B) distinto - opuestas
C) igual - opuestas
D) diferente - opuesta
E) igual – perpendiculares
EJERCICIO 9 :
El módulo de la fuerza eléctrica se determina por la Ley cuantitativa o Ley de …………
A) Newton
B) Galileo
C) Arquímedes
D) Coulomb
E) Gilbert
EJERCICIO 10 :
Cuando dos cargas puntuales separadas cierta distancia, se alejan, se observa que la fuerza eléctrica entre ellas ………… su módulo.
A) aumenta
B) disminuye
C) reduce a la tercera parte
D) reduce a la mitad
E) anula
EJERCICIO 11 :
Cuando dos cargas puntuales separadas cierta distancia en el aire se sumergen en agua a la misma separación, se observa que la fuerza eléctrica entre ellas ……… su módulo.
A) aumenta
B) disminuye
C) duplica
D) triplica
E) anula
EJERCICIO 12 :
Respecto a la fuerza eléctrica entre dos cargas eléctricas, ¿qué proposiciones son verdaderas?
I) Su valor es directamente proporcional al producto de las cargas.
II) Si una de las cargas es neutra solo existe fuerza sobre una de las cargas.
III) Si las cargas se alejan la fuerza disminuye.
A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) I y III
E) Todas
EJERCICIO 13 :
Indicar verdadero (V) o falso (F) según corresponda:
I) La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
II) La fuerza de atracción entre dos cargas son iguales en magnitud pero opuestas en dirección.
III) La ley de Coulomb describe la fuerza entre dos cuerpos cargados.
a) VFV
b) VVV
c) VVF
d) FVV
e) FFV
EJERCICIO 14 :
¿Cuál debe ser la distancia que separe a dos cargas de 4μC y –10μC para que la fuerza de atracción sea 4N?
a) 10cm
b) 20
c) 30
d) 40
e) 50
EJERCICIO 15 :
Calcular la fuerza de repulsión entre dos cargas de 20μC y 5μC separadas 20 cm.
a) 22,5N
b) 225
c) 2,25
d) 4,5
e) 45
EJERCICIO 16 :
La fuerza eléctrica de repulsión entre dos cargas es 40N. Si la distancia entre ellas se duplica, hallar la nueva fuerza de repulsión.
a) 8N
b) 10
c) 20
d) 40
e) 25
EJERCICIO 17 :
Dos partículas tienen cargas iguales y están separadas una distancia de 3cm. Si se repelen con una fuerza de 160N, ¿cuál es la carga de cada partícula?
a) 2mC
b) 3
c) 4
d) 8
e) 9
EJERCICIO 18 :
Dos esferitas cargadas, cuyas masas son iguales a 20g cada una, están suspendidas de un mismo punto por hilos de seda de 0,3m de longitud. Si los hilos se separan formando un ángulo de 90°, la carga eléctrica de cada esferita es:
a) 1μC
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
EJERCICIO 19 :
Si la distancia entre dos partículas idénticas cargadas eléctricamente se reduce a la mitad, entonces la fuerza de interacción entre ellas:
a) Se reduce a la mitad.
b) Se duplica.
c) Se cuadruplica
d) No cambia
e) Se reduce a la cuarta parte.
EJERCICIO 20 :
Dos partículas cargadas están separadas por una distancia "d" y se atraen con una fuerza de magnitud F. Si la distancia entre ellas se duplica y se duplica la carga de una de ellas, ¿cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre ellas?
a) F
b) F/2
c) 2F
d) 3F
e) 2,5F
PROBLEMA 1 :
Se tiene dos cargas eléctricas puntuales ubicadas sobre el eje X, qA=+1µC en x=0 m y qB=– 9µC en x=4m, respectivamente. Determinar la posición sobre el eje X donde se debería ubicar una tercera carga eléctrica +q para que la fuerza eléctrica que experimente debido a las cargas qA y qB sea nula.
A) – 2
B) – 1
C) 1
D) 2
E) 5
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "A"
PROBLEMA 2 :
En la figura, dos esferitas idénticas tienen cargas + q y – q respectivamente. Si las esferitas están en equilibrio y |q|=4,0 ×10−⁶ C, ¿cuál es la tensión T de la cuerda?
Considere que la carga – q está suspendida en el aire.
Dato: K= 9×10⁹ N.m²/C²
A) 40 N
B) 60 N
C) 20 N
D) 80 N
E) 50 N
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "D"