Campo eléctrico. Ejercicio de selectividad
Una pequeña pelota de plástico de 2g se encuentra suspendida de un hilo en el seno de un campo electricuo uniforme E= 1*10^5i N/C tal como indica la figura.
Si la pelota se encuentra en equilibrio cuando el hilo forma un angulo de 15º con la vertical, determina el valor de la carga de la pelota y la tensión de la cuerda
Si el campo eléctrico ha sido generado por dos placas planoparalelas, separadas por una distancia d= 4'52 cm, como las de la figura, con cargas iguales y opuestas, ¿qué diferencia de potencial existe entre las placas? Indica cual es la placa positiva y cual la negativa. (g= 9'81 m/s^2)
1 Respuesta
- Como está en equilibrio, según las igualdades trigonométricas:
según el triángulo: a, es la fuerza del campo "q.E"
c, el el peso, mg
b, la tensión de la cuerda , T.
luego ... tang @ = a/c... tang 15ª = mg/q.E... ---> q.E.tang 15º = m.g ---> E = mg/q.tg 15º
sustituyento valores ,,, E = 0'002 Kg . 9'8 m/s2 / 1.10^5 N/C . 0'268 ---> E = 7'31 x 10^-7 C
--------- Tensión T:
si cos @ = mg/T, ---> T = mg/cos@ ---> T = 0'002 kg . 9'8 m/s2 / cos.15 --> T = 0'0196 N
------
ddp = d.E ---> ddp = 0'0452 m . 7'31 x 10^-7 C ---> ---> ---> ---> ddp = 3'3.10^-8 V
La dirección del campo es de la placa con defecto de elec. A la placa con exceso de elec... es dicir de la placa (+) a la placa (-)
De ello se deduce que la placa negativa es la más cercana a la pelota.
Rectifico los cálculos "en negrilla"
luego ... tang @ = a/c... tang 15ª = mg/q.E...---> q.E.tang 15º = m.g ---> q = mg/E.tg 15º
sustituyento valores ,,, q = 0'002 Kg . 9'8 m/s2 / 1.10^5 N/C . 0'268 ---> q = 7'31 x 10^-7 C
-----Tensión T:
si cos @ = mg/T, ---> T = mg/cos@ ---> T = 0'002 kg . 9'8 m/s2 / cos.15 --> T = 0'0196 N
------
ddp = d.E ---> ddp = 0'0452 m . 1.10^5 N/C ---> ---> ---> ---> ddp = 4520 V
Bueno Jose... Respetuosamente veo algunas inconsistencias en tu razonamiento:Por un lado el campo eléctrico ya es un dato... E uniforme = E= 1*10^5 N/C en la dirección del eje x... no hay que calcularlo... No veo como estas obteniendo E = 7'31 x 10^-7 ..?.......Ademas.. en tu desarrollo... es tang 15ª = mg/q.E... ... debiendo ser en realidad tg 15° = qE/mg......Tus resultados son extraños porque en principio estaríamos razonando igual... Seria interesante la opinión - y si es posible si se tienen las soluciones - de parte de Mónica... - albert buscapolos Ing°
Tienes razón.... las prisas no son buenas compañeras... - José Romero
Gran verdad....me ha pasado a mi varias veces......Saludos. - albert buscapolos Ing°