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Ejercicios de Física 3

En esta entrada te mostramos unos ejercicios y sus soluciones para comprobar tu nivel en la materia de Física. Te mostramos los siguientes enlaces por si te fueran de interés:

PROBLEMAS DE FÍSICA

Ejercicio 1

Un satélite de masa m=500  kg orbita alrededor de la Tierra a una distancia R=7×10^6 m del centro de la Tierra.

a) Calcular la fuerza gravitacional entre el satélite y la Tierra.
b) Calcular el campo gravitatorio debido a la Tierra en la posición del satélite.

Datos:

  • Masa de la Tierra: M=5.972×10^{24} kg
  • Constante gravitacional : G=6.674×10^{−11} Nm^2/kg^2

Ejercicio 2

Una carga puntual q=5×10^{−6}  C se encuentra en el vacío.

a) Calcular el campo eléctrico a una distancia r = 0.05  m de la carga
b) Si se coloca una carga de prueba q′=2×10^{−6}  C en ese punto, ¿qué fuerza experimentaría?

Datos:

  • Constante de permisividad del vacío: ϵ_0=8.854×10^{−12}  C^2/N⋅m^2

SOLUCIONES

Ejercicio 1

a) La ley de gravitación universal de Newton es:

F=\frac{G⋅m⋅M}{R^2}

Sustituimos valores:

F=\frac{6.674×10^{−11}Nm^2 / kg^2×500 kg×5.972×10^{24}kg}{(7×10^6 m)^2}

 

Calculamos y obtenemos:

F≈3642.5N

 

——

b) El campo gravitatorio g debido a la Tierra en un punto es:

g=\frac{F}{m​}

 

Usamos el valor de F del apartado anterior:

g=\frac{3642.5 N​}{500 kg}

 

g≈7.285 m/s^2

 

Ejercicio 2

a) El campo eléctrico E debido a una carga puntual es E= \frac{k.q }{r^2}

Donde k=\frac{1}{4πϵ_0}

Sustituimos valores: E=\frac{9×10^9N⋅m^2/C^2×5×10^{−6}C}{(0.05 m)^2}

E≈ 1800  N/C

——

b) La fuerza eléctrica ​F sobre una carga en un campo eléctrico es:

F=q′×E

 

Sustituimos valores: F= 2×10^{−6} C×1800 N/C

F≈ 0.0036 N
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