2Opción B

3 puntos

Problemas

Un muelle de constante elástica

k = 3\,\text{N/m}

sujeta una pequeña esfera cargada eléctricamente. Cuando se establece un campo eléctrico de magnitud

E = 4500\,\text{V/m}

dirigido verticalmente hacia abajo, la esfera alcanza una nueva posición de equilibrio situada más abajo que antes, a una distancia

y = 2{,}4\,\text{cm}

(véase figura).

Datos

Aceleración gravedad $9{,}80\,\text{m} \cdot \text{s}^{-2}$

Esquema de un muelle con una esfera cargada en equilibrio antes y después de aplicar un campo eléctrico vertical.

Calcular la carga de la esfera y explicar razonadamente qué signo tiene.

Cortamos el hilo que sujeta la esfera y se observa que ésta cae (dentro del campo eléctrico) con una aceleración de

13\,\text{m} \cdot \text{s}^{-2}

. Calcular la masa de la esfera.

Si en lugar de cortar el hilo eliminamos repentinamente el campo eléctrico, la esfera empezará a oscilar. Explicar por qué y hallar el periodo de oscilación.