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No sé cómo plantear estos ejercicios, necesito que me guiéis un poco para poder hacerlos yo misma.

1._Cada masa pesa 20 gramos, tienen la misma carga positiva y estan situadas en los extremos de dos hilos de 1 metro de longitud.



a) Calcula la tensión de los hilos en la posición de equilibrio. R:0,23N
(Más que la resolución quiero saber a qué se refiere con posición de equilibrio)

b) Calcula la carga de cada esfera. R: 3,57mC

c) Calcula el campo eléctrico (módulo, dirección y sentido) que se tendría que aplicar a la esfera de la izquierda para mantenerla en la posición de equilibrio si no existiese la esfera de la derecha. R: 32130 N/C


2._Una partícula de masa m=3·10^-2 kg tiene una carga eléctrica negativa q=-8 μC. La partícula se encuentra en reposo cerca de la superfície de la Tierra y está sometida a la acción de un campo eléctrico uniforme E=5·10⁴ N/C, vertical y dirigido hacia el suelo. No hay fuerza de rozamiento.

a) La fuerza resultante (en módulo, dirección y sentido) que actua sobre la partícula. R: 0,11 N vertical hacia arriba

b) El desplazamiento efectuado por la partícula durante los primeros 2 segundos de movimiento. ¿Cuál será el incremento de la energía cinética de la partícula en este desplazamiento? R: 7,1m y 0,75J

c) Si la partícula se desplaza desde la posición inicial hasta un punto situado 30 cm más arriba, ¿cuánto habrá variado su energía potencial gravitatoria? ¿Y su energía potencial eléctrica? R: 8,8·10^-2 J y 0,12 J

El primero casi lo tienes aquí:

Las cargas negativas tienen la fuerza aplicada contraria al campo F = q·E como q es negativa y el campo va hacia el suelo, la fuerza será ascendente, contraria al peso

Tomando + los vectores hacia arriba:

∑F = q·E - m·g

a = ∑F/M

y = Voy·t + ½·a·t² (desplazamiento. El signo de a, el que haya salido arriba. Voy = 0)

Vy = Voy + a·t

∆Ec = ½·M·Vy²

Si se desplaza 'h' m hacia arriba, la energía potencial gravitatoria aumenta en:

∆Epg = M·g·h

y la eléctrica disminuye en ∆Epe = q'·E·h (q' sin el signo).

La tensión me sale 1,33 N y tiene que ser 0,23N
Y el apartado C no sé hacerlo.

∑Fx = Tx - Fe = T·sen α - Fe = 0
∑Fy = Ty - m·g = T·cos α - m·g = 0

La tensión es:

T·cos α = m·g

T = m·g/cos 30 = 0,020·10/cos 30 = 0,23 N

La carga:

Fe = K·q²/d²

d = 2·L·sen α = 1 m

T·sen α - Fe = 0

Fe = K·q²/1 = 0,23·sen 30 = 0,115 N

q² = (0,115/9)·10^-9 = 0,012·10^-9 = 0,12·10^-10

q = 0,34·10^-5 = 3,4·10^-6 = 3,4 μC

El campo será:

E = Fe/q = K·q/d² = 9·10⁹·3,4·10^-6/1² = 30,6·10³ N/C

Ojo: He tomado g como 10 m/s²