ELECTROSTÁTICA

1) La intensidad de la fuerza gravitacional entre un par de electrones es increíblemente diminuta en comparación con la fuerza eléctrica; sin embargo, la de gravitación es la fuerza predominante entre los cuerpos celestes.¿Por qué?

2) ¿Cuál es la fuerza fundamental subyacente a todas las fuerzas “químicas”?3) ¿En que se parecen la ley de Coulomb y la ley de la gravitación de Newton? ¿En

qué difieren?4) ¿En cuanto disminuye la fuerza eléctrica entre un par de cuerpos cargados al

duplicar su separación? ¿Y si se triplica?5) Cite tres diferencias importantes entre las fuerzas gravitacionales y las eléctricas.6) Diferencie entre un conductor y un aislador y entre un conductor y un

semiconductor.7) Diferencie entre un objeto cargado positivamente y otro cargado negativamente.8) ¿Qué significa que en todas las interacciones se conserva la carga eléctrica?9) Diferencie entre carga por contacto y carga por inducción.10) ¿Qué es polarización de la carga?11) Explique cómo es que un objeto eléctricamente neutro puede ser atraído por un

cuerpo cargado.12) ¿Qué es un campo eléctrico? ¿Cuál es su semejanza con un campo gravitacional?13) Puesto que nosotros y los objetos que nos rodean estamos compuestos de

partículas cargadas, ¿por qué no sentimos fuerzas eléctricas?14) ¿Por qué las prendas de vestir se adhieren entre sí después de haber sido

secadas en una máquina secadora?15) Al peinarnos, pasamos electrones de nuestro cabello al peine. ¿Adquiere entonces

carga positiva o negativa el cabello? ¿Y cuál es la carga del peine?16) En las casetas para el cobro de peaje en autopistas, un delgado alambre metálico

se levanta del piso y hace contacto con los automóviles antes de que lleguen a la caseta. ¿Cuál es el propósito de este alambre?

17) ¿Por qué los neumáticos para camiones que transportan gasolina y otros fluidos inflamables se fabrican de modo que conduzcan la electricidad?

18) Si un objeto adquiere una carga positiva ¿qué sucede con su masa? ¿Y si adquiere una carga negativa?

19) ¿Cómo podemos cargar negativamente un objeto cuando solo contamos con la ayuda de uno con carga positiva?

20) Si se aplica un campo eléctrico lo suficientemente grande, incluso un aislante conducirá corriente eléctrica, como resulta evidente en las descargas de rayos a través del aire. Explique cómo es posible que suceda lo antes dicho, tomando en cuenta las cargas opuestas que se tienen en un átomo y la forma en que ocurre la ionización.

21) Si lo sorprende una tormenta fuera de casa, ¿por qué no debe pararse bajo un árbol? ¿Sabe por qué no debe pararse con las piernas demasiado separadas? ¿O por qué acostarse puede ser peligroso?

22) ¿Cuál de las dos sería más segura: una casa sin pararrayos u otra con uno no conectado a tierra? Explique.

23) ¿Por qué un buen conductor de electricidad también lo es para el calor?24) Si frota un globo inflado contra su cabello y lo coloca contra una pared, ¿qué es lo

que hace que permanezca adherido? ¿Significa que la pared está cargada positivamente?¿Por qué dentro de cierto tiempo cae el globo? Explique.

25) ¿Cómo es posible que átomos y moléculas eléctricamente neutros se atraigan eléctricamente entre sí?

26) Se dice que una molécula de H2O es polar. ¿Cómo se relaciona esto con el hecho de que las demostraciones relativas a la carga de un objeto son más difíciles de realizar en un día húmedo? (Sugerencia: ¿De qué manera la presencia de moléculas polares afecta la conductividad del aire?)

27) Un vector de campo gravitacional apunta hacia la Tierra; un vector de campo eléctrico apunta hacia un electrón. ¿Por qué los vectores de campo eléctrico apuntan hacia afuera de los protones?

28) ¿Qué seguridad ofrece permanecer en el interior de un automóvil durante una tormenta? Justifique su respuesta.

29) ¿Sentiría algún efecto eléctrico si estuviera en el interior de la esfgera cargada de un generador de Van de Graaff? ¿Por qué sí o por qué no?

30) Suponga que se colocan un electrón libre y un protón libre en un campo eléctrico idéntico. Compare las fuerzas eléctricas sobre cada partícula, sus aceleraciones y sus direcciones de recorrido.

31) Si se suministra 10 joules de trabajo con el fin de empujar una carga unitaria hacia un campo eléctrico, ¿cuál será el voltaje de la carga con respecto a su posición de partida? Si se suelta, ¿cuál será su energía cinética al rebasar su posición de partida?

32) ¿Podemos decir que un cuerpo con el doble de energía potencial eléctrica que la poseída por otro tiene el doble de potencial eléctrico? ¿Por qué sí o por qué no? (Sugerencia: considere la analogía con la energía térmica y la temperatura).

33) Con frecuencia se observan (o escuchan) chispas al quitarse la ropa en la oscuridad en un día seco. Explique.

34) Explique qué se entiende por átomo neutro.35) Una gran esfera metálica aislada de la tierra se carga con un generador

electrostático, mientras una persona de pie sobre un taburete aislante sostiene la esfera. ¿Por qué es seguro hacer esto?¿Por qué no sería seguro para otra persona tocar la esfera después de que ésta se ha cargado?

36) ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre la ley de Newton de la gravedad y la ley de Coulomb?

37) Suponga que alguien propone una teoría según la cual la gente está unida a la Tierra por fuerzas eléctricas y no por la gravedad. ¿Cómo probaría usted que esta teoría es errónea?

38) ¿Cómo distinguiría experimentalmente un campo eléctrico de un campo gravitacional?

39) ¿La vida sería diferente si el electrón estuviera cargado positivamente y el protón negativamente? ¿La elección de signos tiene alguna relación con las interacciones físicas y químicas? Explique.

40) Al definir el campo eléctrico, ¿por qué es necesario especificar que la magnitud de la carga de prueba es muy pequeña?

41) Dos esferas conductoras cargadas, cada una de radio a, están separadas por una distancia r>2a. ¿La fuerza sobre cada esfera está dada por la ley de Coulomb? Explique.

42) ¿Cuándo es válido aproximar una distribución de carga por medio de una carga puntual?

43) ¿Es posible que un campo eléctrico exista en el espacio vacío? Justifique su respuesta.

44) Explique por qué las líneas de campo eléctrico nunca se cruzan. (Sugerencia: E debe tener una dirección única en todos los puntos).

45) Explique qué sucede con la magnitud del campo eléctrico de una carga puntual cuando r tiende a cero.

46) Una carga negativa se pone en una región del espacio donde el campo eléctrico está dirigido verticalmente hacia arriba. ¿Cuál es la dirección de la fuerza eléctrica experimentada por esta carga?

47) Se sabe de algunos casos en que la gente que se encuentra cerca de donde un rayo golpea la Tierra se ha tenido que quitar la ropa. Explique por qué podría suceder esto.

48) ¿Por qué un alambre de tierra debe conectarse a la barra de soporte metálico para una antena de televisión?

49) Una pieza ligera de hoja de aluminio envuelve una barra de madera. Cuando la barra que transporta una carga positiva se acerca a la hoja, las dos partes de la hoja se separan. ¿Por qué? ¿Qué tipo de carga hay en la hoja?

50) ¿Por qué es más difícil cargar un objeto por frotamiento en un día húmedo que en un día seco?

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