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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

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:

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

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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