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Ayuda Problemas de electroestatica

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    Hola a todos, les quiero pedir una mano con los siguientes ejercicios, se me acerca el parcial de Fisica II y no estoy muy en tema!

    Una bola de caucho de 2 g de masa está suspendida de una cuerda de 20 cm. y de una masa despreciable en un campo eléctrico cuyo valor es E= i N/C. Si la bola está en equilibrio cuando la bola forma un ángulo de 15° con la vertical, ¿Cuál es la carga neta de la bola?

    La verdad que no se más que pensar en resolverlo con la siguiente formula, que me relaciona a la carga con un desplazamiento:

    , lo cual no me da, y me al no usar la masa también lo pienso mal.
    La respuesta sería 5,25 C
    Alguna idea??

    Este es muy simple pero lo quiero checkear con alguien ya que no me da por un leve margen el resultado.
    La intensidad del campo eléctrico uniforme entre las placas de un tubo de rayos catódicos es de 200V/cm, cual es la fuerza ejercida sobre un electrón cuando pasa entre ellas.

    E x Q = F
    "me tiene que dar a la menos 15 supuestamente)

    Este si que tengo un problema conceptual:
    Las placas de un capacitor cargado se conectan a los de otro igual descargado y se espera hasta que las cargas se redistribuyan en ambos capacitores. Entonces, la perdida de energía eléctrica del sistema de ambos capacitores, con respecto a la que tenían antes de conectarlos es:
    a|0%
    b|50%
    c|15%
    d|75%
    e|90%
    f|70%

    La energía , me dice que depende de la carga y de la capacidad, pero esto es para cada capacitor individual. En la distribución de las cargas yo calculo que va a disminuir a la mitad en el que estaba cargado, pero me confunde cuando habla de la perdida de energía para el sistema compuesto por los dos, no se como trabajar es union y sus energías.
    Help!!

    Aca tengo otro que dice: Se conecta un capacitor de placas paralelas de 1m^2 de área separadas por 1mm a una fuente de 100V y una vez cargado, se desconecta la fuente y se separan las placas hasta que estas distan 2mm.
    a. Calcular la energía del capacitor antes y despues y explique por que esta diferencia.

    Calcule bien la energía antes:
    , dandome 4, tal cual la respuesta, pero ahora lo desconecta, es decir sigo teniendo la misma diferencia de potencial entre placas ya que está cargado y dice se separan hasta distar 2 mm, pero si pongo en la formula este nuevo dato, no me da J, si no que me da J, que sería la respuesta de la pregunta B, la cual dice repita los calculos sin desconectar la fuente y explique los resultados, que hago mal??

  • #2
    Re: Ayuda Problemas de electroestatica

    Hola DaviaZ,

    En el primero usa la segunda ley de Newton y analiza por coordenadas, en el eje vertical actúa la componente y de la tensión de la cuerda y el peso, y en el eje x, la fuerza que ejerce el campo y la componente x de la cuerda:


    Para el segundo debes tener en cuenta que 1 cm= 10⁻² m :P.

    Para el tercero se me ocurre que hagas la capacidad equivalente, ya que la carga sería la misma, lo que varía es el potencial en función si los debes conectar en serie o en paralelo, pero parece que es en serie, luego aplicas la fórmula y la comparas con la energía inicial.

    Para la cuarta no sé qué hacemos mal , pero yo lo hubiera hecho como tú. Mañana lo reviso mejor al llegar de clases, si no tengo cosillas para hacer.

    ¡Saludos!
    Última edición por GNzcuber; 21/09/2010, 00:44:58.
    [tex=English properties]\dst \begin{aligned}\frac 1 n \sin x = ?\\ \frac{1}{\not{n}}si\not{n}x=?\\ six=6\end{aligned}[/tex]

    Comentario


    • #3
      Re: Ayuda Problemas de electroestatica

      DaviaZ, en adición a lo que te respondió GNzcuber (y haciendo una pequeña corrección), en el tercer problema analiza la energía en el capacitor equivalente para los dos capacitores en paralelo. Si lo prefieres, analiza la energía en cada condensador y suma para tener la energía total. En corto, como son son dos condensadores iguales, uno cargado y el otro descargado, cuando los interconectes la carga (que será la misma) se distribuye en el doble de la capacidad, haciendo que la energía disminuya hasta el 50%.

      Para la cuarta pregunta, el voltaje NO es constante, lo que es constante es la carga. Calcula las dos energías, verás que en el segundo caso, al duplicar la distancia entre las placas la energía se duplica. La energía adicional proviene del agente que separa las placas, el cual tiene que vencer la atracción electrostática entre éllas para separarlas. Si tienes un inciso b en el cual la batería se mantiene conectada, entonces si, el voltaje es constante. En ese caso la energía se reduce a la mitad. La energía faltante es "devuelta" a la batería ya que al aumentar la separación de placas disminuye la capacidad y el condensador almacena menos carga.

      Saludos,

      Al
      Don't wrestle with a pig in the mud. You'll both get dirty, but the pig will enjoy it. - Parafraseando a George Bernard Shaw

      Comentario


      • #4
        Re: Ayuda Problemas de electroestatica

        Hola y les agradezco a ambos una vez más!, los primeros dos ya los saque, ahora en el tercero para dejarmelo en claro se podría hacerse de la siguiente manera? :
        La energía del sistema, es la suma de los dos capacitores en el estado inicial, y como una de ellas es 0, entonces me quedaría una expresión de este estilo:

        , ahora bien, en el estado final, si sumo nuevamente me quedaría un planteo como el siguiente:





        Así llego a la conclusión que al disminuir del lado derecho en la mitad, la energía también disminuye en la mitad, estoy en lo correcto??

        Ahora con respecto al cuarto, y perdonando mi ignorancia ¿en donde hago el calculo para relacionar el aumento de la distancia con el aumento de la energía?, ya que si la hago incluso con la de dejando Q igual, y modificando la distancia me sigue dando la mitad de la energía.

        PD: Tengo un par de ejercicios más de la misma gamma y todavía no me quedo claro si hacer un nuevo post
        Última edición por DaviaZ; 21/09/2010, 18:43:13.

        Comentario


        • #5
          Re: Ayuda Problemas de electroestatica

          Escrito por DaviaZ Ver mensaje
          ...
          , ahora bien, en el estado final, si sumo nuevamente me quedaría un planteo como el siguiente:





          Así llego a la conclusión que al disminuir del lado derecho en la mitad, la energía también disminuye en la mitad, estoy en lo correcto??
          ...
          Puedes redondear escribiendo .

          ...
          Ahora con respecto al cuarto, y perdonando mi ignorancia ¿en donde hago el calculo para relacionar el aumento de la distancia con el aumento de la energía?, ya que si la hago incluso con la de dejando Q igual, y modificando la distancia me sigue dando la mitad de la energía.
          ...
          No entiendo cómo te da la misma energía. Si la separación de placas se aumenta al doble, entonces la capacidad se reduce a la mitad y como la carga es constante entonces la energía se duplica.

          ...
          PD: Tengo un par de ejercicios más de la misma gamma y todavía no me quedo claro si hacer un nuevo post
          En mi opinión sería mejor en un nuevo mensaje.

          Saludos,

          Al
          Última edición por Al2000; 21/09/2010, 23:42:59. Motivo: Error de LaTeX.
          Don't wrestle with a pig in the mud. You'll both get dirty, but the pig will enjoy it. - Parafraseando a George Bernard Shaw

          Comentario


          • #6
            Re: Ayuda Problemas de electroestatica

            Escrito por DaviaZ Ver mensaje
            PD: Tengo un par de ejercicios más de la misma gamma y todavía no me quedo claro si hacer un nuevo post
            Debes crear un nuevo hilo. Punto 9.5 de la normativa.

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