Question

Hola, ¿alguien que me ayude a resolver estos problemas de física porfavor?

1. Una carga + 6x10-9C se encuentra sobre la superficie de una esfera metálica hueca cuyo radio es de 0.04 m. Aplique la ley de Gauss para encontrar la intensidad de campo eléctrico E a una distancia de 0.015 m desde la superficie de la esfera. Encuentre el campo eléctrico E en un punto ubicado a 0.015 m dentro de la superficie.

2. Dos placas paralelas con una anchura de 0.025 m y una longitud de 0.05 m se colocan verticalmente, de manera que la intensidad de campo E entre ellas es de 11kN / C dirigida hacia arriba. Encuentra la carga de cada plato.

3. Una esfera metálica con un radio de 0,035 m tiene una carga de 5 x10-6C en su superficie. Encuentre el campo eléctrico E en la superficie, el campo a 0.02 m de la superficie y el campo a 0.02 m dentro de la superficie.

4. Use la ley de Gauss para demostrar que el campo E en el exterior de cualquier conductor sólido viene dado por: E=o/Eo.

5. Encuentre el campo eléctrico E a 0.02 m desde la superficie de una esfera con un radio de 0.1 m si tiene una carga de densidad superficial + 8x10-9C / m2.

6. Si dos cargas +7 x10-9C y -6 x10-9C están separadas 0.04m suspendidas en el aire, ¿en qué punto de la línea que une ambas cargas la magnitud del campo eléctrico será E = 0 N / C?

7. Una varilla con una longitud de 35 cm tiene una carga de -2.5x10-9C. Encuentre la magnitud del campo eléctrico a una distancia de 2 cm del centro de la barra.

8. Una esfera aislante sólida tiene un radio de 5 cm, la carga se distribuye uniformemente y tiene una magnitud de 6 nC. Calcule el campo eléctrico en a) 3.4 cm desde el centro yb) 6.8 cm desde el centro.

Answer 1

SOLUCIÓN :

 1 ) q = 6*10-9 C

      r= 0.04 m

    ley de gauss

    E =?

    d = 0.015m fuera .

    E =?

     d =0.012 m dentro

    ∫ E * dS  = q/εo

    El campo eléctrico dentro de la esfera es cero E=0

     El campo eléctrico fuera de la esfera:

      E = ( 1/4πεo)* q/d² = ( 1/4*π* 8.82*10⁻¹² C²/Nm²) * 6*10-9 C / ( 0.015m)²

       E = 2.40*105 N/C

  2) a = 0.025 m

       L = 0.05 m

        E = 11 KN/c = 11000 N/C

         q =?

       S = L* a = 0.05 m * 0.025 m = 1.25*10⁻³ m²

       E = q/( εo * S )  al despejar q :

     q = E * εo * S = 11000 N/C * 8.82*10⁻¹² C²/Nm²* 1.25*10⁻³ m²

     q = 1.21*10⁻¹⁰ C .    

    3 ) R = 0.035 m

          q = 5*10-6 C

          E =?

        d = 0.02 m  fuera

        d = 0.02 m dentro

         El campo eléctrico E =0 dentro de la superficie, porque la carga esta en la superficie y dentro no hay carga eléctrica .

          El campo eléctrico fuera de la superficie :

    E = (1/4πεo )*q/d²= ( 1 /4*π* 8.85*10-12 C²/Nm²)* 5*10-6 C /( 0.02)²

     E =   1.12 *10⁸ N/C .

 4 ) E = q/εo

  5 )  E = ?

        d = 0.02 m

       R = 0.1 m

      densidad superficial = +8*10-9 C/m2

        E = ( 1/4*πεo)* q/d²

      q = σ * S = +8*10-9 C /m2 * 4*π* ( 0.1m)² = 1.005 *10-9 C    

         E = ( 1/4*π* 8.85*10-12 C2/Nm2) * 1.005*10-9 C / ( 0.02 m)²

         E = 2.25*104 N/C .

   6 )    E1  = E2

         7*10-9C / ( x+ 0.04)² = 6*10-9 C / x²

         ( x /( x + 0.04 ))² = 6/7

       x /( x + 0.04 ) = 0.9258

        x= 0.49 m .      

  7 )  L = 35 cm = 0.35 m

         q = -2.5*10-9 C

         E =?

         d = 2 cm = 0.02 m   del centro de la barra .

      E = 9*109 Nm2/C2 * 2.5*10-9 C /( 0.02m)2 =

      E = 5.62*104 N/C

       8 ) R = 5 cm

            q = 6 nC  = 6*10-9 C

          a)  E =?   d = 3.4 cm desde el centro

          b) E=?   d = 6.8 cm   desde el centro.

        a)  E = 9*109 Nm2/C2 * 6*10-9 C / (  0.034 m)² = 4.67 *10⁴ N/C

        b) E  = 9*109 Nm2/C2 * 6*10-9 C /( 0.018 m)² = 1.66*10⁵ N/C