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Campo eléctrico - continuación. AP06

Electrostática: Solución del ejemplo n° 4 de electrostática, campo eléctrico. Problema resuelto. Ejemplo, cómo calcular el potencial eléctrico, la energía potencial y el trabajo

Ejemplo n° 4 de electrostática.

Ejemplo n° 4)

Una carga eléctrica puntual Q = +2 µC se encuentra en el agua (εr = 80). Calcula:

  1. El potencial eléctrico a una distancia de 30 cm y a una distancia de 150 cm de la carga
  2. La energía potencial eléctrica que tendría una carga puntual q = -3 µC situada en esos puntos
  3. El trabajo que deberíamos realizar para trasladar la carga q desde el primer punto hasta el segundo

Desarrollo

Datos:

q1 = +2 µC

rA = 0,3 m

rB = 1,5 m

q2 = -3 µC

εr = 80

Fórmulas:

k = 1/(4·π·ε0·εr)

V = k·(q/r)

Ep = q·V

W = ΔEp


Diagrama de las cargas eléctricas

Solución

a.

Calculamos el potencial eléctrico en los puntos A y B. Tendremos en cuenta que en el agua el valor de K es:

b.

Calculamos la energía potencial eléctrica de la carga q en ambos puntos:

Ep A = q·VA = -3·10-6 C·750 V = -2,25·10-3 J

Ep B = q·VA = -3·10-6 C·150 V = -0,45·10-3 J

c.

El trabajo que realiza el campo eléctrico para trasladar la carga q desde A hasta B es igual a la diferencia de energía potencial eléctrica entre estos puntos:

W = q·(VA - VB)

W = Ep A - Ep B

W = -2,25·10-3 J - (-0,45·10-3 J)

W = -1,8·10-3 J

El trabajo que realiza el campo eléctrico es negativo. Esto significa que debemos efectuar un trabajo de 1,8·10-3 J en contra del campo para trasladar la carga q de A a B.

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

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Signos utilizados en las fórmulas y cálculos:

  • Signo separador de miles: punto (.)
  • Signo separado decimal: coma (,)
  • Signo de multiplicación: punto medio (·) o ×
  • Signo de división: barra (/) o dos puntos (:)

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