Ejemplo n° 3 de intensidad de campo eléctrico

Ejemplo n° 3

Las tres cargas eléctricas de la figura están en el aire. Calcula:

a) El potencial eléctrico en el punto P.

b) La energía potencial que adquiere una carga q = +2,5 µC al situarse en el punto P.

Desarrollo

Datos:

q₁ = +5 µC

q₂ = -2 µC

q₃ = +5 µC

qP = +2,5 µC

r₁ = 5 cm

r₂ = 8 cm

r₃ = 5 cm

Fórmulas:

V =k·Q
r

Ep = q·V

Esquema:

Diagrama de las cargas eléctricas
Diagrama de las cargas eléctricas

Solución

a)

Calculamos el potencial eléctrico creado por cada una de las cargas en el punto P:

V₁ =k·Q₁
r₁
V₁ =9·10⁹ N·m²/C²·5·10-6 C
0,05 m

V₁ = 9·10⁵ V

V₂ =k·Q₂
r₂
V₂ =9·10⁹ N·m²/C²·(-2·10-6 C)
0,08 m

V₂ = -2,25·10⁵ V

V₃ =k·Q₃
r₃
V₃ =9·10⁹ N·m²/C²·5·10-6 C
0,05 m

V₃ = 9·10⁵ V

El potencial eléctrico en el punto P es la suma algebraica de los potenciales eléctricos creados por cada una de las tres cargas:

V = V₁ + V₂ + V₃

V = (9 - 2,25 + 9)·10⁵ V

Resultado, el potencial eléctrico en el punto P es:

V = 15,75·10⁵ V

b)

Calculamos la energía potencial eléctrica que adquiere una carga q = +2,5 µC al situarse en el punto P:

Ep = q·V

Ep = 2,5·10-6 C·15,75·10⁵

Resultado, la energía potencial de una carga q en el punto P es:

Ep = 3,9 J

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• Fuente:

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Autor: Leandro Bautista. España.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

Ejemplo, cómo calcular el potencial eléctrico y energía potencial

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