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Ejemplo, cómo calcular el potencial eléctrico y energía potencial

Ejemplo n° 3 de electrostática

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

q_P = +2,5 µC

r₁ = 5 cm

r₂ = 8 cm

r₃ = 5 cm

Fórmulas:

V = k·q/r

E_p = q·V

Esquema:

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:

E_p = q·V

E_p = 2,5·10^-6 C·15,75·10⁵

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

E_p = 3,9 J

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• Fuente:

http://www.freewebs.com/fisicamontpe/

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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