Taller 1 Fis2

Taller 1 --- Física 2
Instrucciones: Pueden trabajar en grupos de 4 personas. Se entregará un solo conjunto de respuestas por
grupo.
1. Los relámpagos ocurren cuando hay un flujo de carga eléctrica (sobre todo electrones) entre el suelo
y los cumulonimbos (nubes de tormenta). La tasa máxima de flujo de carga en un relámpago es de
alrededor de 20 000 C/s; esto dura 100 o menos. ¿Cuánta carga fluye entre el suelo y la nube en este
tiempo? ¿Cuántos electrones fluyen en dicho periodo?
2. El peso medio de un ser humano es de alrededor de 650 N. Si dos personas comunes tienen, cada una,
una carga excedente de 1.0 coulomb, una positiva y la otra negativa, ¿qué tan lejos tendrían que
estar para que la atracción eléctrica entre ellas fuera igual a su peso de 650 N?
3. Se colocan cuatro cargas eléctricas idénticas en las esquinas de un cuadrado cuyos lados miden L. a)
En un diagrama de cuerpo libre, muestre todas las fuerzas que actúen sobre una de las cargas. b)
Encuentre la magnitud y la dirección de la fuerza total ejercida sobre una carga por las otras tres cargas.
4. Un electrón parte del reposo en un campo eléctrico uniforme, acelera verticalmente hacia arriba y
recorre 4.50 m en los primeros 3.00 ms después de que se libera. a) ¿Cuáles son la magnitud y la dirección
del campo eléctrico?
5. Campo eléctrico de la Tierra. La tierra tiene una carga eléctrica neta que origina un campo en los
puntos cerca de su superficie, y que es igual a 150 N/C, dirigido hacia el centro del planeta. a) ¿Qué
magnitud y signo de la carga tendría que adquirir un ser humano de 60 kg, para vencer su peso con la
fuerza ejercida por el campo eléctrico terrestre? b) ¿Cuál sería la fuerza de repulsión entre dos personas,
cada una con la carga calculada en el inciso a), separadas por una distancia de 100 m? ¿Es factible el uso
del campo eléctrico de nuestro planeta como un medio para volar? ¿Por qué?
6. Dos pequeñas esferas idénticas cargadas, cada una con una masa de 0.03 kg,
cuelgan en equilibrio como se muestra en la figura. La longitud de cada cuerda
es 0.15 m y el ángulo es 5.0°. Encuentre la magnitud de la carga sobre cada
esfera.
7. Dos esferas pequeñas con cargas positivas 3q y q están fijas en los extremos de una varilla aislante
horizontal, que se extiende desde el origen hasta el punto x = d. Como se puede observar en la figura,
existe una tercera esfera pequeña con carga que puede deslizarse con libertad sobre la varilla. ¿En qué
posición deberá estar la tercera esfera para estar en equilibrio? Explique si puede estar en equilibrio
estable.
8. Una carga positiva Q está distribuida de manera uniforme alrededor de un

semicírculo de radio a . Encuentre el campo eléctrico (magnitud y dirección) en
el centro de curvatura P.
9. Una lámina plana tiene forma rectangular con lados de longitud 0.4 m y 0.6 m. La lámina está inmersa
en un campo eléctrico uniforme de magnitud 75.0 N/C dirigido a 20° con respecto al plano de la lámina.
Encuentre la magnitud del flujo eléctrico a través de la lámina.
10. Una esfera hueca no conductora sin carga, con un radio de 10.0 cm, rodea una carga de 10.0 mC
localizada en el origen de un sistema de coordenadas cartesiano. Una broca de radio 1.00 mm es alineada
a lo largo del eje de las z y se hace una perforación en la esfera. Calcule el flujo eléctrico a través de la
perforación.
11. El campo eléctrico a una distancia de 0.145 m de la superficie de una esfera sólida aislante con radio
de 0.355 m, es de 1750 N/C. a) Suponiendo que la carga de la esfera se distribuye con uniformidad, ¿cuál
es la densidad de carga en su interior? b) Calcule el campo eléctrico dentro de la esfera a una distancia
de 0.200 m del centro.
12. a) ¿Cuántos electrones en exceso deben distribuirse de manera uniforme dentro del volumen de una
esfera de plástico aislada de 30 cm de diámetro, para producir un campo eléctrico de 1150 N/C justo
afuera de la superficie? b) ¿Cuál es el campo eléctrico en un punto que está 10 cm fuera de la superficie
de la esfera?
13. Dos láminas infinitas de carga, no conductoras, se encuentran paralelas entre sí, como se observa en
la figura. La lámina de la izquierda tiene una densidad de carga superficial uniforme , y la de la derecha
tiene una densidad de carga uniforme . Calcule el campo eléctrico a) a la izquierda de las placas, b)
entre las placas, y c) a la derecha de las dos láminas.

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