LICEO N° 1 de PASO DE LOS TOROS 3° BACHILLERATO DIVERSIFICADO Curso de FÍSICA - 2015 Prof. Oscar F. Sosa Repartido III – Flujo de Campo Eléctrico y Ley de Gauss Fecha de Entrega: Jueves 21 de Mayo de 2015.1 1. Si de una superficie cerrada salen más líneas de campo eléctrico que las que entran, ¿qué puede concluir acerca de la carga neta encerrada por dicha superficie? 2. (*) a) Si el campo eléctrico en todos los puntos de una superficie cerrada cualquiera es nulo, ¿el flujo de campo eléctrico a través de la misma también lo es? b) Si el flujo de campo eléctrico a través de una superficie cerrada cualquiera es nulo, ¿el campo eléctrico es cero en todos los puntos de dicha superficie? c) Si el flujo de campo eléctrico a través de una superficie cerrada cualquiera es nulo, ¿podemos afirmar que no hay partículas cargadas encerradas dentro de la superficie? 3. a) ¿Cuántas líneas netas de campo eléctrico pasarían a través de una superficie gaussiana localizada completamente dentro de la región entre un conjunto de placas paralelas cargadas opuestamente? b) Dos superficies esféricas concéntricas encierran una carga puntual. El radio de la esfera exterior es el doble de la interior. ¿Qué esfera tendrá más líneas de campo eléctrico penetrando su superficie? 4. (*) Un tarro cilíndrico de 60,0cm de radio y altura 1,00m se encuentra inmerso dentro de un campo eléctrico uniforme vertical hacia abajo (ver figura), cuyo módulo es de 40,0N/C. a) Determine el flujo de campo eléctrico a través del tarro. b) ¿Cuánto valdría el flujo de campo eléctrico a través del tarro si la tapa estuviera cerrada? Justifique. 𝑬 5. (*) Media esfera cerrada de 10,0cm de radio se encuentra inmersa en un campo eléctrico uniforme, cuyo valor es de 200N/C. Determina el flujo de campo eléctrico a través de la bóveda de la media esfera cuando: a) El campo eléctrico es horizontal hacia la derecha. b) El campo eléctrico es vertical hacia arriba. 6. Determine el flujo de campo eléctrico a través de las superficies S1, S2, S3 y S4 de la figura adjunta. Datos: q1= 5,0pC y q2= -2,0pC. 1 La entrega mínima debe contener los problemas marcados con asterisco (*), que en este repartido son: N° 2, 4, 5, 8 y 10. 1 7. Se coloca un cilindro de 60,0cm de largo y 15,0cm de radio dentro de un campo eléctrico no uniforme. El flujo de campo eléctrico a través de la tapa 1 del cilindro vale 300Nm2/C y el campo eléctrico en todos los puntos de la tapa 2 es horizontal hacia derecha y vale 1,50x103N/C. Si la carga neta encerrada por el cilindro vale 7,90x10-9C: a) Determine el flujo de campo eléctrico a través de la tapa 2 del cilindro. 2 b) Determine el flujo de campo eléctrico a través de la superficie curva del 1 cilindro. c) ¿Podría haber partículas con carga negativas encerradas por el cilindro? 8. (*) La figura muestra, en distintos colores, los cortes de cinco superficies gaussianas con el plano de la hoja. El flujo eléctrico a través de la superficie 2 es la mitad del flujo a través de la superficie 1 y el doble que el flujo a través de la superficie 4. El flujo a través de la superficie 3 es nulo y el flujo a través de la superficie 5 es -2,26x105Nm2/C. Determine el valor de cada una de las cargas. S4 S1 q1 q4 S3 9. q2 S5 S2 q3 En los vértices de un rombo se ubican cuatro cargas puntuales como se observa en la figura. El flujo eléctrico a través de S1 es =4,52x105Nm2/C. Los flujos a través de las superficies S2 y S3 son iguales y tales que ==2.y además q2=3.q4. Calcule el flujo a través de la superficie 4. 10. (*) a) Determine el flujo de campo eléctrico a través de un cubo de 20,0cm de arista si en el centro del mismo se encuentra una partícula cargada con una carga de 8,0µC. b) Determine el flujo de campo eléctrico a través de una de las caras del cubo. c) Si la partícula no estuviera centrada en el cubo, ¿podría determinar el flujo de campo eléctrico a través de una de las caras a partir de la ley de Gauss?Justifique. 2
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