Preguntas Conceptuales
5.1 Carga eléctrica
En la mayoría de los objetos hay un gran número de partículas cargadas. ¿Por qué, entonces, la mayoría de los objetos no presentan electricidad estática?
¿Por qué la mayoría de los objetos tienden a contener un número casi igual de cargas positivas y negativas?
Una varilla cargada positivamente atrae un pequeño trozo de corcho. (a) ¿Podemos concluir que el corcho está cargado negativamente? (b) La varilla repele otro pequeño trozo de corcho. ¿Podemos concluir que esta pieza está cargada positivamente?
Dos cuerpos se atraen eléctricamente. ¿Tienen que cargarse los dos? Responda a la misma pregunta si los cuerpos se repelen.
5.2 Conductores, aislantes y carga por inducción
Un excéntrico inventor intenta hacer levitar una bola de corcho envolviéndola con papel de aluminio y colocando una gran carga negativa en la bola y luego poniendo una gran carga positiva en el techo de su taller. En cambio, al intentar colocar una gran carga negativa en la bola, la lámina sale volando. Explique.
Cuando una varilla de vidrio se frota con seda, esta se vuelve positiva y la seda negativa, pero ambas atraen el polvo. ¿Tiene el polvo un tercer tipo de carga que es atraída tanto por la positiva como por la negativa? Explique.
¿Por qué un automóvil siempre atrae el polvo justo después de ser pulido? (Tenga en cuenta que la cera para automóviles y los neumáticos son aislantes).
Al caminar sobre una alfombra, una persona se carga con frecuencia debido al roce entre sus zapatos y la alfombra. Esta carga provoca entonces una chispa y una ligera descarga cuando la persona se acerca a un objeto de metal. ¿Por qué estos choques son mucho más comunes en un día seco?
Los pequeños trozos de tejido son atraídos por un peine cargado. Poco después de pegarse al peine, los trozos de tejido son repelidos de él. Explique.
Los camiones que transportan gasolina suelen tener cadenas que cuelgan de sus bastidores y rozan el suelo. ¿Por qué?
¿Por qué los experimentos electrostáticos funcionan tan mal cuando hay humedad?
¿Por qué algunas prendas se pegan después de sacarlas de la secadora? ¿Sucede esto si aún están húmedos?
¿Se puede utilizar la inducción para producir carga en un aislante?
Supongamos que alguien le dice que al frotar el cuarzo con un paño de algodón se produce un tercer tipo de carga en el cuarzo. Describa lo que podría hacer para comprobar esta afirmación.
Una varilla de cobre manual no adquiere carga al frotarla con un paño. Explique por qué.
Supongamos que se coloca una carga q cerca de una gran placa de metal. (a) Si q es atraída por la placa, ¿la placa está necesariamente cargada? (b) Si q es repelida por la placa, ¿la placa está necesariamente cargada?
5.3 Ley de Coulomb
¿Definir la carga de un electrón como positiva tendría algún efecto sobre la ley de Coulomb?
Un núcleo atómico contiene protones con carga positiva y neutrones sin carga. Dado que los núcleos permanecen juntos, ¿qué debemos concluir sobre las fuerzas entre estas partículas nucleares?
¿La fuerza entre dos cargas fijas está influida por la presencia de otras cargas?
5.4 Campo eléctrico
Al medir un campo eléctrico, ¿podríamos utilizar una carga de prueba negativa en lugar de positiva?
Cuando hace buen tiempo, el campo eléctrico, debido a la carga neta de la Tierra, apunta hacia abajo. ¿La Tierra está cargada positiva o negativamente?
Si el campo eléctrico en un punto de la línea entre dos cargas es cero, ¿qué sabe de las cargas?
Dos cargas se encuentran a lo largo del eje x. ¿Es cierto que el campo eléctrico neto siempre desaparece en algún punto (distinto del infinito) a lo largo del eje x?
5.5 Cálculo de los campos eléctricos de las distribuciones de carga
Dé un argumento plausible de por qué el campo eléctrico fuera de una hoja cargada infinita es constante.
Compare los campos eléctricos de una lámina infinita de carga, de una placa conductora infinita y cargada, y de placas infinitas paralelas con cargas opuestas.
Describa los campos eléctricos de una placa infinita cargada y de dos placas paralelas infinitas cargadas en términos del campo eléctrico de una lámina de carga infinita.
Se coloca una carga negativa en el centro de un anillo de carga positiva uniforme. ¿Cuál es la moción (si la hay) de la carga? ¿Y si la carga se colocara en un punto del eje del anillo distinto del centro?
5.6 Líneas de campo eléctrico
Si una carga de puntos se libera del reposo en un campo eléctrico uniforme, ¿seguirá una línea de campo? ¿Lo hará si el campo eléctrico no es uniforme?
¿En qué condiciones, si las hay, la trayectoria de una partícula cargada no seguirá una línea de campo?
Una representación de un campo eléctrico muestra 10 líneas de campo perpendiculares a una placa cuadrada. ¿Cuántas líneas de campo deben pasar perpendicularmente por la placa para representar un campo con el doble de magnitud?
¿Cuál es la relación entre el número de líneas de campo eléctrico que salen de una carga 10q y una carga q?
5.7 Dipolos eléctricos
¿Cuáles son las orientaciones estables de un dipolo en un campo eléctrico externo? ¿Qué ocurre si el dipolo se desvía ligeramente de estas orientaciones?