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Contenido: Solución del ejercicio n° 5 de intensidad eléctrica y capacitancia, diferencia de potencial. Problema resuelto. Ejemplo, cómo determinar la intensidad del campo eléctrico

Problema n° 5 de electrodinámica

Problema n° 5

  1. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en un punto colocado a la mitad entre una carga positiva de 100 µC y una negativa de 50 µC separadas 20 cm?
  2. ¿Y si ambas fueran negativas de 50 µC?

Desarrollo

Datos:

q1 = 100 µC = 10-4 C

q2 = -50 µC = -5·10-5 C

r = 20 cm = 2·10-1 m

Fórmulas:

rm = r/2

F = k0·q·q/r²

E = F/q

Solución

rm = 2·10-1 m/2

rm = 10-1 m

a.

F1 = k0·q1·q/rm²

F2 = k0·q2·q/rm²

E = F/q

E = (F1 + F2)/q

E = (k0·q1·q/rm² + k0·q2·q/rm²)/q

E = q·k0·(q1 + q2)/q·rm²

E = k0·(q1 + q2)/rm²

E = 9·109 (N·m²/C²)·(10-4 C - 5·10-5 C)/(10-1 m)²

E = 9·109 (N·m²/C²)·5·10-5 C/10-2

Resultado, la intensidad del campo eléctrico en un punto a la mitad entre las carga es:

E = 4,5·107 N/C

b.

Si q1 = q2 = -5·10-5 C

E = k0·(q1 + q2)/rm²

E = k0·2·q1/rm²

E = 9·109 (N·m²/C²)·2·(- 5·10-5 C)/(10-1 m)²

E = -9·109 (N·m²/C²)·10-4 C/10-2

Resultado, la intensidad del campo eléctrico en un punto a la mitad entre las carga negativas es:

E = -9·107 N/C

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