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Solución del ejemplo n° 3 de electrostática, campo eléctrico. Problema resuelto. 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:
- El potencial eléctrico en el punto P.
- 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
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
• Fuente:
http://www.freewebs.com/fisicamontpe/
Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier
Autor: Leandro Bautista
España.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
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