Muchos Ejercicios resueltos de campo eléctrico

Muchos ejercicios resueltos de campo eléctrico es lo que podéis encontrar en este post. He estado recopilando una gran cantidad de ejercicios resueltos de Fisica, en concreto de campo eléctrico, durante varios días y aquí tenéis la lista con los enlaces a los problemas resueltos.

imagen ejercicios resueltos campo electrico


Los siguientes enlaces son problemas resueltos y teoría de Cesar Antonio Izquierdo:

Introducción a la teoría Electromagnética Clásica y modelos atómicos
Se define de manera general el nuevo curso de estudio que se inicia, que es la teoría del electromagnetismo clásico, esta teoría es básicamente una teoría de campos por lo que se hace énfasis en la definición de campo. Se comienza el estudio del átomo como elemento básico de la estructuración de la materia por medio de sus diferentes modelos.
Continuación de modelos atómicos
Se sigue hablando de los siguientes modelos del átomo, luego el interés se centra en la transferencia de carga.
Se habla acerca del átomo, su núcleo y sus electrones. Y se llega e la conclusión que en electrostática la presencia de carga en un objeto se debe a la transferencia de electrones por medio de un agente externo, para ello se realiza ciertas prácticas demostrativas.
Para aclarar lo que es la transferencia de carga se realizan entonces una serie de prácticas demostrativas donde electrón es el personaje principal en todos estos procesos de carga.
Se presenta la ley de Coulomb, la cual mide la interacción entre cargas puntuales, luego para comprender su uso se realiza un problema para hacer énfasis en el cálculo de su magnitud y su vector unitario.
En este problema se tienen dos esferas conductoras idénticas cargadas eléctricamente, se unen por medio de un alambre conductor y se produce una transferencia de carga, el objetivo es encontrar en base a la información que nos dan, cuáles eran las cargas iniciales.
En este problema se tienen dos cargas que cuelgan de hilos formando un triángulo isósceles, conocida la carga se pregunta la distancia de separación, luego si una de las esferas se descarga ¿Qué sucede? , luego si las esferas inicialmente se descargan con cierto ritmo constante se pregunta cuál es la velocidad relativa de ambas esferas.
En esta clase se presenta como calcular la fuerza neta sobre una carga +Q , debido a n partículas cargadas, y luego se presenta un problema sencillo para aclarar estas ideas.
En este problema se tienen tres cargas puntuales, se conoce la dirección de la fuerza neta sobre una de las cargas, y se pide encontrar el signo de dos cargas la magnitud de una de ellas como la magnitud de la fuerza neta.
En esta clase se procede al cálculo de la fuerza neta que experimenta una partícula cargada debido a otras dos, esta fuerza debe ser expresada en magnitud y sentido.
En este clase se brinda el concepto de lo es el campo eléctrico producido para una carga puntual, se brinda la visualización de líneas de campo, para terminar determinando el campo eléctrico debido a una distribución de cargas puntuales en un punto "P" del espacio.
En este problema, se considera un sistema de dos cargas, se conoce la dirección del campo eléctrico neto, en cierto punto "P" en el espacio, y se pide encontrar el signo de las dos cargas, la magnitud de una de ellas y la magnitud del campo eléctrico neto.
En este problema se localizan cuatro cargas que se encuentran en los vértices de un cuadrado, se pide calcular el campo eléctrico en el centro del cuadrado, como la fuerza que experimenta una carga Q en el centro.
En esta clase se muestra como calcular el campo eléctrico debido a una distribución continua de carga ya sea lineal, superficial o volumétrica, se presenta un ejemplo donde debido a una varilla delgada y cargada se pide calcular el campo eléctrico en un punto "P" en el espacio.
Se resuelven dos problemas típicos de examen sobre distribución lineal, una es una varilla recta y la otra es una varilla doblada en forma de semicírculo en ambos problemas se pide calcular el campo eléctrico en un punto "P" en el espacio.
En este problema se tiene una varilla de vidrio en forma de segmento circular, se pide encontrar el Campo Eléctrico en su centro (punto "P") y luego que magnitud debe tener una carga Q situada a cierta distancia conocida, para eliminar la componente en la dirección producida por la varilla.
En este problema se procede a calcular el Campo Eléctrico debido a una varilla cargada uniformemente con una carga q, en un punto "p", se procede a resolverlo por medio de simetría, pero también sin considerar el hecho de la simetría.
Problema 11; Cálculo del Campo Eléctrico debido a un aro como de un disco
El problema 11 presenta el cálculo del campo eléctrico debido a un aro a cierta distancia x del eje perpendicular la plano del aro, luego por medio del resultado del problema del aro calcular el campo eléctrico debido a un disco a la misma distancia x.
En el problema 12 se procede a calcular el campo eléctrico debido a una corona circular a una distancia x del eje perpendicular a su área, luego se coloca un electrón en el centro de la corona y se mueve una pequeña distancia sobre el eje, el electrón empieza a oscilar y se pide encontrar su frecuencia de oscilación.
En esta clase se procede por medio de la dinámica, estudiar la cinemática de partículas cargadas dentro de una región de Campo Eléctrico constante, luego se presenta un primer problema en una dimensión (eje x) donde se lanza un protón en contra de la dirección de un campo eléctrico para lo cual se procede a realizar una serie de preguntas.
En este problema se lanza un electrón dentro de una región de campo eléctrico constante producido por dos placas paralelas cargadas con diferente signo, se pide encontrar la trayectoria que sigue un electrón dentro del campo, como otra serie de preguntas.
En este problema se lanza primero un electrón dentro de una región de campo eléctrico producido por dos placa conductoras cargadas, se conoce la posición inicial y final del electrón con lo que se pregunta la magnitud del campo, luego se lanza un protón, y se pregunta su desplazamiento vertical al borde de las placas, luego se lanza un neutrón.
En este problema se lanzan protones a una región de campo eléctrico constante, se debe lograr llegar a cierto recorrido, para ello se pide encontrar los dos ángulos de lanzamiento para lograr el mismo recorrido, y el tiempo de vuelo para cada trayectoria.
En esta clase se brinda el concepto de lo que es un dipolo eléctrico, concepto de mucha importancia en los enlaces interatómicos, se estudia la interacción de un dipolo dentro de una región de campo eléctrico constante, lo cual como se ve es un movimiento de oscilación.
En esta clase se brinda el concepto de energía potencial de un dipolo dentro de una región de campo eléctrico constante, para luego proceder a calcular el trabajo realizado al dipolo ya sea por el campo eléctrico o por un agente externo, se realiza un primer problema para aclarar conceptos.
En esta clase se realizan dos problemas con el objetivo de aclarar los conceptos teóricos sobre torque energía potencial y trabajo, realizado sobre un dipolo el cual se encuentra dentro de una región de campo eléctrico.
En este problema de un dipolo eléctrico dentro de una región de campo eléctrico, se enfatiza su solución procediendo a considerar más atención en el análisis vectorial, como lo es la definición del momento dipolar eléctrico, el torque o momento como un producto cruz sobre el dipolo y el producto punto en la energía potencial.
En esta clase se desarrolla una descripción matemática sobre el concepto de flujo de Campo, en particular un campo eléctrico, para terminar con la ley de Gauss la cual es una ley fundamental en la teoría electromagnética clásica, Gauss nos presenta una descripción matemática del flujo como su causa.
En esta clase se presentan cinco problemas sencillos, sobre el concepto de flujo y la ley de Gauss, con el objetivo de que el estudiante comience a manejar la descripción matemática, como es la realización de un producto punto de dos vectores, el concepto de superficie cerrada y lo que es la carga encerrada en la superficie gaussiana.
En esta clase se presentan dos problemas, uno de ellos presenta una superficie de un cubo, por la cual pasa un campo eléctrico variable, se pide encontrar el flujo por cada una de las caras del cubo como la carga encerrada en el cubo y el otro problema se presenta una esfera no conductora, la cual posee una densidad volumétrica constante, se pregunta sobre la magnitud del campo dentro y fuera de esa esfera.
En esta clase se procede a través de un problema calcular la magnitud del campo eléctrico de una línea de carga, con densidad lineal constante, luego se procede a realizar un problema donde se presentan dos líneas de carga y se calcula el campo eléctrico en dos puntos en el espacio, luego se procede a considerar un cilindro no conductor y se procede a calcular la magnitud del campo eléctrico dentro y fuera de este cilindro.
En esta clase por medio del problema, se procede a calcular el campo eléctrico debido a una lámina no conductora delgada y muy grande, una vez calculado este campo se procede a realizar un problema donde ésta lámina interactúa con una carga puntual cargada.
En esta clase se presentan las propiedades de los conductores, se procede a calcular el campo eléctrico debido a una lámina conductora, delgada y muy grande, luego se presenta un problema donde una esfera no conductora cargada se coloca de manera concéntrica con un cascaron conductor esférico una de las preguntas es la carga que aparecen en la superficie interior y exterior del cascaron conductor.
En esta clase, en base que la ley de Coulomb es una fuerza conservativa, se puede definir una función escalar llamada energía potencial, siendo el trabajo realizado por esta fuerza como el negativo del cambio de esta energía potencial, en base a esta teoría sobre la energía potencia descansa la definición de la diferencia de potencial eléctrico.
Se define el potencial eléctrico para una carga puntual, la energía potencial entre dos cargas puntuales, el trabajo realizado por el campo, y se realiza un ejemplo mostrando el uso de la conservación de la energía mecánica, y también la resolución por la dinámica.
En esta clase se procede a calcular en un punto "P" en el espacio, el potencial eléctrico debido a un conjunto discreto de cargas, luego se realiza un ejemplo donde se procede a calcular el trabajo realizado por el campo, y por medio del teorema de trabajo y energía se calcula la rapidez final de la partícula cargada.
En este problema se tienen cuatro cargas puntuales, localizadas muy lejos del observador, a continuación se desea colocar estas cuatro cargas el los vértices de un cuadrado y se pregunta cuál es el trabajo que debe realizar el agente externo, para colocar las cargas en el vértices del cuadrado y luego se pide comparar este trabajo con la energía potencial mutua de las cuatro cargas.
En esta clase se presentan dos problemas sobre el cálculo del trabajo para trasportar una carga, solo que hay que saber diferenciar cuando el trabajo es realizado por un agente externo o cuando el trabajo lo realiza el campo sobre la carga, entonces el objetivo de estos problemas es precisamente diferenciar los dos tipos de trabajo.
En esta clase se pide calcular el potencial eléctrico dentro de una esfera no conductora que posee una carga uniformemente distribuida en todo su volumen, ahora la manera de realizarlo es partiendo desde el potencial cero, o sea a una distancia muy lejos de la esfera, luego irse acernado lentamente a la esfera, para luego entrar en ella y ubicarse a una distancia "a" en su interior medida desde su centro.
En esta clase se procede a explicar cómo calcular el potencial eléctrico para una distribución de carga continua, luego se procede a resolver un problema de una varilla delgada cargada con una densidad lineal de carga uniformemente distribuida y calcula el potencial en tres puntos diferentes, para terminar calculando el trabajo realizado por un agente externo para trasportar una carga +Q de un punto a otro.
En esta clase se presentan dos problemas uno es una varilla doblada en un segmento circular con una densidad lineal constante y el otro es una varilla formada de dos segmentos rectos y un semicírculo, donde se pide encontrar el potencial eléctrico en un punto en el espacio.
En esta clase se presenta como encontrar el campo eléctrico conocido el potencial eléctrico del sistema en consideración, el campo eléctrico es igual a negativo del gradiente del potencial, luego en la clase 18 y 19 se calcula el campo eléctrico debido a un aro y a un disco delgado con un agujero en su centro, en esta clase se calcula el potencial eléctrico de estos dos sistemas en cierto punto en el espacio, para luego calcular en un proceso de derivación el campo eléctrico.
En esta clase se define lo que son superficies equipotenciales, el cálculo del radio de una superficie debido a una carga puntual, el trabajo para mover cargas positivas entre dos superficies equipotenciales, dos esferas conductoras cargadas con la misma carga, que se unen por medio de un alambre conductor, para terminar con el cálculo del campo eléctrico conocido el potencial eléctrico.


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