Si el vector \(F\) es la fuerza entre dos cargas \(q_1\) y \(q_2\), ¿cuál es la fuerza entre las cargas \(2q_1\) y \(-3q_2\) ubicadas en la misma posición que \(q_1\) y \(q_2\) respectivamente?
A) \(F\)
B) \(6 F\)
C) \(- F\)
D) \(- 6 F\)
E) \(2 F\)
Usa la ley de Coulomb para escribir que la fuerza \(F\) entre dos cargas \(q_1\) y \(q_2\) está dada por
\(F = k \dfrac{q_1 q_2}{r^2} u\), donde \(k\) es una constante, \(r\) es la distancia entre las cargas \(q_1\) y \(q_2\), y \(u\) es un vector unitario.
Ahora sustituimos \(q_1\) por \(2q_1\) y \(q_2\) por \(-3q_2\) en la fórmula anterior para obtener la nueva fuerza \(F_2\)
\(F_2 = k \dfrac{(2q_1)(-3q_2)}{r^2} u = -6 F\)
Respuesta D.
Se utilizan 36 J para mover 3 coulombs a través de una diferencia de potencial \(V\). ¿Cuál es \(V\)?
A) \(1/12\) v
B) 12 v
C) 78 v
D) 39 v
E) 33 v
Si se utiliza energía \(W\) para mover una carga \(Q\) a través de una diferencia de potencial \(V\), entonces
\(W = Q V\)
\(V = W / Q = 36 J / 3 C = 12 v\)
Respuesta B.
¿Cuál es la dirección del campo eléctrico en el punto M debido a las cargas \(q\) y \(-2q\) en los puntos A y B, de tal manera que M es un punto en la bisectriz perpendicular de AB y la carga \(q\) es negativa?
Seleccione la respuesta correcta.
Sean \(E_1\) y \(E_2\) (en rojo) los campos eléctricos debidos a \(q\) (negativa) y \(-2q\) (positiva) respectivamente. Dado que \(M\) está en la bisectriz perpendicular, la distancia de A a M y de B a M es igual. Por lo tanto, la magnitud de \(E_2\) es el doble de la de \(E_1\). De ahí que la suma vectorial \(E_1 + E_2\) estaría dirigida hacia la izquierda de la bisectriz perpendicular, como se muestra en la figura a continuación.
Respuesta C.
A) \(q E d\)
B) \(3 q E d\)
C) 0
D) \(2 q E d\)
E) \(4 q E d\)
El trabajo \(W_1\) realizado por el campo eléctrico \(E\) para mover la carga \(q\) desde A hasta B es igual a \(q E d \cos(\theta)\), donde \(\theta\) es el ángulo entre \(E\) y AB. Por lo tanto,
\(W_1 = q E d \cos(0) = q E d\)
El trabajo \(W_2\) realizado por el campo eléctrico \(E\) para mover la carga \(q\) de B a C es igual a \(q E d \cos(\theta)\), donde \(\theta\) es el ángulo entre \(E\) y BC. Por lo tanto,
\(W_2 = q E d \cos (\pi/2) = 0\)
El trabajo \(W_3\) realizado por el campo eléctrico \(E\) para mover la carga \(q\) desde C hasta D es igual a \(q E d \cos(\theta)\), donde \(\theta\) es el ángulo entre \(E\) y CD. Por lo tanto,
\(W_3 = q E d \cos(0) = q E d\)
Trabajo total = \(W_1 + W_2 + W_3 = 2 q E d\)
Respuesta D.
La diferencia de potencial se define como una medida de
A) trabajo realizado por unidad de carga
B) Fuerza por unidad de carga
C) potencia por unidad de carga
D) campo eléctrico por unidad de carga
E) corriente eléctrica
Trabajo realizado por unidad de carga.
Respuesta A.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta acerca de un circuito eléctrico cerrado que incluye una batería y una resistencia?
A) Las cargas se mueven a través del circuito porque la resistencia suministra energía.
B) Las cargas se mueven a través del circuito porque la batería mantiene una diferencia de potencial eléctrico en los extremos del circuito externo.
C) Las cargas se mueven porque son suministradas por la batería.
D) Las cargas se mueven a través del circuito porque pueden adquirir energía cinética de la resistencia.
E) Ninguna de las anteriores es correcta.
Las cargas se mueven a través del circuito porque la batería mantiene una diferencia de potencial eléctrico en los extremos del circuito externo. La batería suministra la energía eléctrica necesaria para mover las cargas a través del circuito.
Respuesta B.
¿Cuál es el trabajo realizado sobre 5 electrones que se mueven a través de un campo eléctrico uniforme desde un potencial de 0 voltios hasta un potencial de 10 milivoltios (mV)? El movimiento es paralelo al campo eléctrico. (carga del electrón = \(-1.6 \times 10^{-19}\) C)
A) \(-8 \times 10^{-18}\) J
B) \(-1.6 \times 10^{-19}\) J
C) \(-8 \times 10^{-21}\) J
D) \(3.125 \times 10^{17}\) J
E) \(3.125 \times 10^{19}\) J
La diferencia de potencial \(V = 10 \, mV - 0 = 10 \, mV\) es el trabajo realizado por unidad de carga. Cada electrón tiene una carga de \(-1.6 \times 10^{-19}\) C. Por lo tanto, el trabajo total \(W\) realizado sobre los 5 electrones está dado por
\(W = 5 \times 10 \, mV \times (-1.6 \times 10^{-19}\) C); = \(-8 \times 10^{-21}\) J
Respuesta C.
La unidad voltio se define como
A) 1 julio / coulomb
B) 1 coulomb / segundo
C) 1 metro / coulomb
D) 1 newton / coulomb
E) 1 coulomb / julio
1 julio / coulomb.
Respuesta A.
Dos grandes placas metálicas del mismo tamaño están conectadas cada una a los terminales de una batería. La distancia entre las placas es uniforme y es igual a 1 cm. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico entre las placas si la diferencia de potencial entre los terminales de la batería es igual a 10 voltios? (Se supone que el campo eléctrico entre las placas es uniforme)
A) 10 v/m
B) 0.1 v/m
C) 11 v/m
D) 9 v/m
E) 1000 v/m
\(E = V / d = 10 / (0.01 m) = 1000 \, v/m\)
Respuesta E.
El campo eléctrico a una distancia \(r\) de una carga \(Q\) es igual a \(E\). ¿Cuál es el campo eléctrico a una distancia \(2r\) de una carga \(2Q\)?
A) \(E\)
B) \(2E\)
C) \(E / 2\)
D) \(4E\)
E) \(E / 4\)
El campo eléctrico \(E\) a una distancia \(r\) debido a una carga \(Q\) está dado por
\(E = k \dfrac{Q}{r^2}\), donde \(k\) es una constante.
El campo eléctrico \(E_2\) a una distancia \(2r\) debido a una carga \(2Q\) está dado por
\(E_2 = k \dfrac{(2Q)}{(2r)^2} = \dfrac{1}{2} k \dfrac{Q}{r^2} = \dfrac{E}{2}\)
Respuesta C.