La carga eléctrica es la propiedad de las partículas para atraer o no atraer a otras. Por ejemplo, los electrones atraen protones, mientras que los neutrones no son atraídos ni repelidos por electrones.
Un cuerpo será neutral cuando tenga la misma cantidad de electrones y protones. Cuando tiene una mayor cantidad de electrones que de protones, está electrificado negativamente. Por otro lado, cuando el número de electrones es menor que el número de protones, estará electrificado positivamente.
Aprovecha las preguntas resueltas y comentadas para aclarar tus dudas sobre este tema de la electrostática.
Problemas resueltos
1) UFRGS - 2018
Una carga negativa Q se aproxima a una esfera conductora aislada eléctricamente neutra. Luego, la esfera se conecta a tierra con un cable conductor. Marque la alternativa que llene correctamente los espacios en blanco en la declaración a continuación, en el orden en que aparecen. Si la carga Q se mueve lejos mientras la pelota está apoyada, y luego el suelo no está conectado a tierra, la pelota se volverá ________. Por otro lado, si primero se quita el suelo y luego se quita la carga Q, la esfera será ________.
a) eléctricamente neutro - cargado positivamente
b) eléctricamente neutro - cargado negativamente
c) cargada positivamente - eléctricamente neutra
d) cargada positivamente - cargada negativamente
e) cargada negativamente - cargada positivamente
Cuando se acerca una carga negativa desde una esfera conductora neutra, una fuerza repulsiva hace que los electrones se acumulen en la región de la esfera más alejada de la carga.
De esta forma, la región más cercana a la esfera tiene pocos electrones. En la primera situación, apoyar la bola mientras se quita la carga hace que la carga sobre la bola vuelva a neutral.
En la segunda situación, cuando la carga se aleja después de quitar el suelo, esto provoca cargas excesivas. Los negativos acumulados en un extremo de la esfera se drenan a la tierra, lo que hace que la esfera sea positiva. cargado.
Alternativa: a) eléctricamente neutro - cargado positivamente
Un objeto metálico, X, aislado eléctricamente, tiene una carga negativa de 5.0 x 10-12 C. Un segundo objeto metálico, Y, neutro, que se mantiene en contacto con la Tierra, se acerca al primero y hay una chispa entre ellos, sin que se toquen. La duración de la chispa es de 0,5 sy su intensidad es de 10-11 LA. Al final de este proceso, las cargas eléctricas totales de los objetos X e Y son, respectivamente,
a) cero y cero.
b) cero y - 5,0 x 10-12 C.
c) - 2,5 x 10-12 C y - 2,5 x 10-12 C.
d) - 2,5 x 10-12 C y + 2,5 x 10-12 C.
e) + 5,0 x 10-12 C y cero
La cantidad de carga transferida en la situación presentada se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
Reemplazando los valores indicados, tenemos:
Por tanto, el objeto y recibió una carga de 5,10-12 C, pero como está conectado a tierra, este exceso de carga se drenará y el objeto tendrá una carga total igual a cero.
El exceso de cargas negativas que estaban en el objeto x, se transfirió totalmente al objeto y, como calculamos. Por lo tanto, su carga total también será igual a cero.
Alternativa: a) cero y cero
Dos varillas de metal idénticas se cargan con una carga de 9,0 µC. Se colocan en contacto con un tercer palo, también idéntico a los otros dos, pero cuya carga neta es cero. Una vez que se establece el contacto entre ellos, los tres palos se separan. ¿Cuál es la carga neta, en µC, en la tercera varilla?
a) 3,0
b) 4.5
c) 6.0
d) 9.0
e) 18
En la electrificación por contacto, cuando los cuerpos son idénticos, la carga se dividirá por igual entre los cuerpos.
Por lo tanto, la carga de 18 µC (9 + 9) se dividirá entre 3, por lo que cada barra, después del contacto, tendrá una carga neta de 6 µC (18: 3).
Alternativa: c) 6.0
En una clase de física, se utilizaron dos esferas metálicas idénticas, X e Y: X está suspendido por un alambre aislante en forma de péndulo e Y fijado sobre un soporte aislante, como se muestra en la figura bramido. Las esferas están inicialmente espaciadas, con X con carga positiva e Y eléctricamente neutra.
Considere la descripción a continuación de dos procedimientos simples para demostrar posibles procesos de electrificación. y luego marque la alternativa que llene correctamente los espacios en blanco en las declaraciones, en el orden en que aparecer.
I - La esfera Y se aproxima a X, sin que se toquen. En este caso, se verifica experimentalmente que la esfera X es _____________ por la esfera Y.
II - La esfera Y se aproxima a X, sin que se toquen. Mientras se mantiene en esta posición, la conexión de la bola Y a tierra se realiza mediante un cable conductor. Aún en esta posición cercana a X, Y rompe el contacto con la tierra y luego Y nuevamente se aleja de X. En este caso, la esfera Y se convierte en _____________.
a) atraído - eléctricamente neutro
b) atraído - cargado positivamente
c) atraído - cargado negativamente
d) repelido - cargado positivamente
e) repelido - cargado negativamente
En el procedimiento I, al acercar la esfera Y a la esfera X, que está cargada positivamente, los electrones serán atraídos a la región más cercana a X. Por tanto, la esfera X se siente atraída por la esfera Y.
En el segundo proceso, al conectar la esfera Y con un cable conductor, la región que quedó sin electrones recibirá cargas negativas. Al romper esta conexión, la esfera Y se cargará negativamente.
Alternativa: c) atraído - cargado negativamente
Para obtener más información, consulte electrostática y Electrostática: ejercicios.
5) Fuvest - 2015
En una clase de laboratorio de física, para estudiar las propiedades de las cargas eléctricas, se llevó a cabo un experimento en el que pequeñas esferas electrificadas se inyectan en la parte superior de una cámara, en el vacío, donde hay un campo eléctrico uniforme en la misma dirección y dirección que la aceleración local del gravedad. Se observó que, con un campo eléctrico de módulo igual a 2 x 103 V / m, una de las esferas, de masa 3,2 x 10-15 kg, permaneció a velocidad constante dentro de la cámara. Esta esfera tiene
a) el mismo número de electrones y protones.
b) 100 electrones más que protones.
c) 100 electrones menos que protones.
d) 2000 electrones más que protones.
e) 2000 electrones menos que protones.
Tenga en cuenta y adopte: carga de electrones = - 1,6 x 10-19 C; carga de protones = + 1,6 x 10+19 C; aceleración local de la gravedad = 10 m / s2
Como la carga permaneció dentro de la cámara con velocidad constante, esto significa que la fuerza neta es igual a cero.
Dado que la fuerza del peso y la fuerza eléctrica son las fuerzas que actúan sobre la carga, deben tener la misma intensidad y direcciones opuestas para que la fuerza resultante sea igual a cero.
La fuerza eléctrica se calcula mediante la fórmula Feléctrico = q. E es el peso de la fuerza dado por P = m.g, por lo que tenemos:
Como la carga viene dada por q = n.e, tenemos:
Para que la fuerza eléctrica tenga la dirección opuesta a la fuerza del peso, será necesario que la carga sea negativa, de esta forma, la fuerza tendrá la dirección opuesta al campo eléctrico. Entonces vamos a tener electrones en exceso.
Alternativa: b) 100 electrones más que protones.
Para obtener más información, consulte también Campo eléctrico y Ejercicios de campo eléctrico.
6) UFLA - 2010
Dos esferas conductoras descargadas iguales 1 y 2 están en contacto entre sí y se apoyan en una superficie aislante. Se acerca una porra positivamente electrificada a uno de ellos, sin tocarlo, como se muestra en la figura siguiente. Luego se retiran las bolas y se retira la varilla electrificada.
Es correcto afirmar que
a) las esferas permanecen descargadas, ya que no hay transferencia de cargas entre el palo y las esferas.
b) la esfera 1, más cercana al palo, se carga positivamente y la esfera 2 se carga negativamente.
c) las esferas están electrificadas con cargas iguales y signos opuestos.
d) las esferas están cargadas con cargas de igual signo y ambas con signo negativo, ya que la barra atrae cargas opuestas.
Las cargas positivas de la varilla atraerán las cargas negativas a la esfera 1 y la esfera 2 tendrá pocos electrones.
Al separar las dos esferas, manteniendo el palo en la misma posición, la esfera 1 se electrificará negativamente y la esfera 2 se cargará positivamente.
Alternativa: c) las esferas se electrifican con cargas iguales y signos opuestos.
