Ejercicios: Carga eléctrica, formas de electrización y ley de Coulomb

Después de peinarse en un día seco, Yariela nota que su peine de plástico atrae pedacitos pequeños de papel. Indica cuál es el proceso de electrización que ocurrió entre el peine y el cabello, y explica brevemente qué partículas se transfirieron.

Clasifica cada uno de los siguientes materiales como conductor o aislante eléctrico: cobre, vidrio, aluminio, madera seca, caucho y agua con sal disuelta. Escribe una frase que justifique la diferencia entre ambos tipos de materiales.

Dos cargas puntuales de $2.0\times10^{-6}\ \text{C}$ y $3.0\times10^{-6}\ \text{C}$ están separadas $0.30\ \text{m}$ en el aire. Calcula la magnitud de la fuerza eléctrica entre ellas con la ley de Coulomb, usando $k = 9.0\times10^{9}\ \text{N·m}^2/\text{C}^2$, e indica si es de atracción o de repulsión.

Una esfera metálica neutra, montada sobre un soporte aislante, se acerca (sin tocarla) a una barra de vidrio cargada positivamente. Describe cómo se redistribuyen las cargas en la esfera, indica qué signo tiene la carga en el lado cercano a la barra y explica por qué la esfera es atraída aunque su carga neta sea cero.

Omar toca con una varilla cargada con $-5.0\times10^{-9}\ \text{C}$ una esfera metálica idéntica y neutra, aislada del suelo, y luego las separa. Suponiendo que la carga se reparte por igual, determina la carga final de cada esfera y cuántos electrones, aproximadamente, pasaron a la esfera que estaba neutra. Usa $e = 1.6\times10^{-19}\ \text{C}$.

La fuerza entre dos cargas puntuales separadas $0.10\ \text{m}$ es de $18\ \text{N}$. Sin recalcular las cargas, determina la fuerza si la distancia aumenta a $0.30\ \text{m}$, y luego si, con la distancia original, una de las cargas se duplica. Explica cada resultado con la ley de Coulomb.

Tres cargas puntuales están sobre una recta: $q_1 = +4.0\ \mu\text{C}$ en $x = 0$, $q_2 = -2.0\ \mu\text{C}$ en $x = 0.20\ \text{m}$ y $q_3 = +3.0\ \mu\text{C}$ en $x = 0.50\ \text{m}$. Calcula la fuerza neta sobre $q_2$, indicando su magnitud y su sentido. Usa $k = 9.0\times10^{9}\ \text{N·m}^2/\text{C}^2$ y dibuja un esquema de las fuerzas.

Dos cargas puntuales positivas, $q_1 = 1.0\ \mu\text{C}$ y $q_2 = 4.0\ \mu\text{C}$, están fijas a $0.60\ \text{m}$ una de la otra. Se quiere colocar una tercera carga $q_3$ sobre la recta que las une, de modo que la fuerza neta sobre ella sea cero. Determina la posición de ese punto respecto de $q_1$ y argumenta si el resultado depende del signo o del valor de $q_3$.