Ejercicios de Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica

24 ejercicios de Ley de Gauss, conductores y distribuciones con simetría esférica que han salido en los exámenes de Física de la UPC…

Problema 1 · Juny 2023

Una corteza esférica conductora concéntrica de radio interior a y exterior b tiene carga neta Q = 3 nC. En su centro hay una carga puntual q = 2 nC. Si el potencial del conductor es 15 V, y en r1 = 1 m y r2 = 5 m el potencial es 24 V y 9 V, determine los radios a y b.

Pregunta 4 · Juny 2023

Determinar la carga neta en la superficie externa de un conductor con carga neta -q que contiene una cavidad con carga puntual +q.

Pregunta 10 · Juny 2023

En un conductor esférico en equilibrio electrostático con carga neta Q < 0, identificar cuál de las afirmaciones dadas sobre campo y potencial eléctrico es falsa.

Pregunta 14 · Juny 2023

Dos cargas puntuales q1 = +2q y q2 = -q están en (0,0,0) y (1,0,0) m. Calcular el flujo del campo eléctrico que atraviesa una superficie cúbica de 1 m de arista centrada en el origen.

Problema 1 · Juny 2023

Esfera dieléctrica concéntrica con cascarón conductor: cálculo del flujo a través de un cubo inscrito de lado 1 m, magnitud del campo eléctrico a distancias de 0,5 m, 1,5 m y 2,5 m del centro, y cálculo del potencial electrostático en el centro del sistema.

Problema 1 · 2022

Problema sobre una esfera dieléctrica de radio R = 2 m cargada homogéneamente con Q = 8 nC. Se pide: a) Flujo eléctrico a través de una superficie cúbica concéntrica de 1 m de arista. b) Vector campo eléctrico en los puntos A = (0.8, 0.6, 0) m y B = (2.4, -1.8, 0) m. c) Potencial eléctrico en B sabiendo que en A es de…

Pregunta 3 · 2022

Determinar la relación entre los flujos eléctricos Φ1 y Φ2 a través de dos superficies cúbicas gaussianas S1 (arista L, carga interior q) y S2 (arista 2L, carga interior 2q).

Pregunta 6 · 2022

Una corteza esférica conductora con carga neta de +4 nC tiene en su cavidad dos cargas de +2 nC y -2 nC. Hallar la carga acumulada en su superficie exterior en equilibrio electrostático.

Pregunta 8 · 2022

Dos conductores esféricos con cargas iniciales de +10 nC y +30 nC y potenciales de 60 V y 90 V se conectan mediante un hilo conductor fino. Determina cuál de los estados de carga dados es posible en un instante previo al equilibrio.

Pregunta 10 · 2022

En una zona con simetría esférica el campo eléctrico radial es E = 2r para 0 < r < 4 m. Si el potencial a r = 2 m es 2 V, calcula el potencial en el origen (r = 0).

Problema 1 · 2022

Cálculo del módulo del campo eléctrico y del potencial electrostático en r = 1 m, r = 2.5 m y r = 5 m para una corteza esférica conductora cargada (Q = 3 nC, radios R1 = 2 m, R2 = 3 m) con una carga puntual q = 2 nC en el centro.

Problema 2 · 2022

Problema 2. Campo y potencial electrostático en presencia de un conductor esférico en equilibrio (R1 < r < R2) con potencial constante de 400 V. Calcular E(r) y V(r) en las 3 regiones, las constantes de integración C1 y C3 por continuidad, y el potencial en r = 0.03 m y r = 0.36 m.

Pregunta 5 · 2022

Un conductor esférico con dos cavidades internas aloja cargas de +3 nC y -5 nC respectivamente. Con una carga neta total en el conductor de +2 nC, calcula la carga en equilibrio distribuida en su superficie externa.

Pregunta 6 · 2022

Si en una región del espacio el campo eléctrico es idénticamente nulo, determina qué afirmación sobre la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera de dicha zona es correcta.

Pregunta 8 · 2022

Identificar las cargas finales físicamente admisibles tras conectar dos conductores esféricos con cargas iniciales de +12 nC a 80 V y +24 nC a 50 V.

Problema 1 · 2022

Esfera dieléctrica concéntrica con corteza esférica conductora. Se pide: a) Módulos del campo eléctrico en r1 = 0.5 m y r2 = 2.5 m. b) Potencial eléctrico en P (r = 6 m) sabiendo que V(0) = 54 V. c) Velocidad y aceleración de una carga puntual q = -2 nC y masa 4·10^-9 kg liberada desde el reposo en P al alcanzar la…

Pregunta 3 · Juny 2022

Imaginemos una superficie gaussiana en forma de cubo de arista L con una carga puntual 6q centrada exactamente en su interior. Sean E la magnitud del campo eléctrico en el centro de cada cara y S el área de una cara. Determinar el flujo del campo eléctrico que atraviesa una sola de las caras del cubo.

Pregunta 6 · Juny 2022

Un conductor esférico con carga neta de 4 nC tiene una cavidad que aloja una carga puntual de 3 nC. Determinar la carga acumulada en la pared interior de la cavidad en equilibrio electrostático.

Pregunta 8 · Juny 2022

Consideremos un conductor esférico de radio R en equilibrio electrostático con carga neta Q y potencial en la superficie V = kQ/R + V_0. Determinar el potencial electrostático en un punto interno a distancia R/2 del centro.

Pregunta 10 · Juny 2022

Dos esferas conductoras aisladas con cargas +10 nC (a 90 V) y +20 nC (a 60 V) se conectan mediante un hilo conductor. Determinar qué combinación de cargas Q_1 y Q_2 es admisible en un estado transitorio antes de alcanzar el equilibrio.

Problema 1 · Juny 2022

Esfera dieléctrica de radio R con carga uniforme Q. Puntos a 1 m y 3 m del centro con campos 9 N/C y 8 N/C respectivamente. Calcular la diferencia de potencial VA - VB.

Pregunta 2 · 2021

Un conductor esférico de radio 3R tiene carga neta +3q y una cavidad concéntrica de radio R con una carga puntual -q. Hallar la carga en la superficie exterior Q1 y la carga neta encerrada por una superficie gaussiana de radio 2R (Q2).

Pregunta 6 · 2021

¿A través de cuántas caras de un cubo centrado respecto a un hilo infinito cargado que atraviesa perpendicularmente dos caras opuestas el flujo del campo eléctrico es cero?

Pregunta 8 · 2021

Cálculo del flujo del campo eléctrico a través de una superficie cúbica interior, expresiones analíticas del campo en todas las regiones y potencial en el origen conociendo el potencial del conductor.

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