3. Un péndulo consta de una esfera de 20 g, carga eléctrica desconocida y dimensiones
despreciables, que cuelga de un hilo de 1 m de longitud. Para determinar el valor de su carga
se coloca en un campo eléctrico uniforme y horizontal de E = 5,7·104
N C -1 y se observa que el hilo del péndulo se coloca formando 45 o con la vertical.
a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico y todas las fuerzas que actúan sobre la esfera y
explique, cualitativamente, cómo ha cambiado la energía del péndulo al aplicar el campo eléctrico.
b) Calcule el valor de la carga de la esfera y de las fuerzas que actúan sobre ella.
g = 9,8 m s-2
Prueba de Selectividad, Andalucia, Septiembre 2015-2016 (Suplementario) FISICA
Respuestas
a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico y todas las fuerzas que actúan sobre la esfera y explique, cualitativamente, como ha cambiado la energía del péndulo al aplicar el campo eléctrico.
El esquema con el campo eléctrico y las fuerzas que actúan sobre la esfera se observan en la imagen adjunta.
De acuerdo a un balance de energía se tiene que al inicio la energía de la esfera es cero debido a que no existe ni energía cinética ni potencial, pero al entrar el campo eléctrico en acción la esfera se mueve alcanzando un ángulo con la horizontal, esto le da a la esfera una energía por el campo eléctrico y otra conocida como energía potencial debido a que adquiere una cierta altura con respecto a la referencia que es su posición inicial.
b) Calcule el valor de la carga de la esfera y de las fuerzas que actúan sobre ella.
Para determinar el valor de la carga se aplica una sumatoria de fuerzas en los ejes vertical y horizontal.
∑Fy = 0
Ty – mg = 0
TY = mg
Datos:
mg = 0,02*9,8 = 0.196 N
Ty = T*Sen(45º)
Sustituyendo en la ecuación:
T*Sen(45º) = 0.196
T = 0,277 N
∑Fx = 0
Fe – Tx = 0
Fe = Tx
Datos:
Tx = T*Cos(45º) = 0,277*Cos(45º) = 0,196 N
Fe = q*(5,7*10^4)
Sustituyendo los valores:
q*(5,7*10^4) = 0,196
q = 3,439*10^-6 C
Resultados:
q = 3,439*10^-6 C
Fe = 0,196
T = 0,277 N
Mg = 0,196 N
PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEPTIEMBRE (SUPLEMENTARIO) 2015-2016 FÍSICA.
Respuesta:
por favor ayudenme con mi tarea es de fisica tambien y no se como hacerla
Explicación: