Otras carreras Duda sobre ejercicio de cargas electricas

[jagdterrier]

hola me gustaría que alguien me ayudara con un ejercicio de física debido a que tengo una base muy mediocre de esta asignatura, aqui os lo dejo y gracias de antemano:

Considera el plano XY, en el cual se encuentran ubicadas dos cargas puntuales e iguales, cada una de 3C, sobre los puntos (5,0) y (-5,0), respectivamente.
a) Averiguar en que punto(s) del plano XY se anula el valor del campo electrico.
b)Calcular el trabajo necesario para llevar una carga de 5C desde el punto (0,2) al punto (0,-2)

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Re: Duda sobre ejercicio de cargas electricas

Hola,

En primer lugar, deberías haber puesto el hilo en una sección más adecuada del foro; un problema de electrostática no tiene mucho que ver con teoría cuántica de campos. Por otro lado, estaría bien que dijeras qué has intentando y dónde te atascas para así poder ayudarte de una manera más efectiva.

En cuanto al problema, para el primer apartado no tienes más que aplicar el principio de superposición. Te recomiendo que hagas un esquema claro del problema, es decir, dibujes los ejes cartesianos y las cargas, y veas (ayuda mucho la simetría) en qué punto del plano el campo es cero. No tienes más que aplicar conocimientos básicos de la suma de vectores. Para el apartado b) recuerda que el campo eléctrico es de naturaleza conservativa, así que el trabajo es independiente de la trayectoria. Por tanto, no tienes más que calcular el potencial en cada punto, ver cuál es su diferencia y multiplicar por la carga. Si tienes dudas, pregunta.

Saludos,

[jagdterrier]

Re: Duda sobre ejercicio de cargas electricas

hola muchas gracias por tu ayuda, el tema es que el apartado a) lo tenemos hecho por un profesor de clases particulares y a mi no me cuadra mucho la verdad. Lo hace del siguiente modo (no dibuja nada):
[FONT=Calibri]A)[/FONT]

[FONT=Calibri]E → Campo eléctrico E = V/d = 0 → para que el campo eléctrico sea cero, la V tiene que ser = 0[/FONT]
[FONT=Calibri]V→ Potencia [/FONT]


[FONT=Calibri]V = K( q/l + q/l) = 9 x 109 . ( 3 x 10-6/ 5 + 3 x 10-6/ l) → l = -5 [/FONT]
Es un poco extraño ¿no? ah y disculpa por colgar aqui un hilo, es que es la primera vez que lo hago.

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Re: Duda sobre ejercicio de cargas electricas

Hola,

Bueno, no quiero decir que tu profesor lo haga mal, por supuesto, pero yo desde luego no haría esa suposición tan rápida. En este caso ''la trampa'' le puede valer, pero para hacer cálculos de este tipo, y sobre todo para configuraciones de carga tan sencillas como la de este problema, lo mejor es hacer el análisis vectorial del campo eléctrico y aplicar el principio de superposición. Lo digo por esto:

[FONT=Calibri]E → Campo eléctrico E = V/d = 0 → para que el campo eléctrico sea cero, la V tiene que ser = 0[/FONT]

Eso puede ser algo absolutamente falso y no es que sea caso extremadamente rebuscado. Que el potencial en cierto punto sea cero, no implica pues que el campo eléctrico en dicho punto lo sea. Un ejemplo de ello es el punto que equidista de un dipolo eléctrico, en el que claramente el potencial es cero, mientras que el campo eléctrico no es nulo y de hecho está en la dirección +x. Este resultado no es muy sorprendente en realidad, ya que las magnitudes del potencial y del campo eléctrico son muy diferentes: V es la cantidad de trabajo que se requiere para llevar la carga unitaria desde el infinito al punto en cuestión, mientras que el campo eléctrico es la fuerza eléctrica que actúa sobre una unidad de carga cuando llega a dicho punto.

Con esto te sugiero que hagas el esquema y verás que por simetría no hay que hacer ni una cuenta. Tienes dos cargas situadas de forma simétrica respecto al eje Y, y cada una de ellas tiene la misma magnitud y signo. El campo es cero simplemente en el origen de coordenadas. ¿Cómo lo hago? Aplico el ppio. de superposición:

$$\vec E_p=\dst\sum_{i=1}^n \dst\frac{1}{4\pi\epsilon_0} \dst\frac{q_i}{r^2_i}\vec r$$

Así, el campo eléctrico producido por la carga situada en (-5,0) estará en la dirección +X y el de la carga en (5,0) estará contenido en la dirección -X. Como ambos tienen el mismo modulo y sentidos opuestos, la resultante es cero. Te recomiendo que hagas el análisis para unos cuantos puntos y te familiarices con el manejo de vectores y el principio de superposición, es realmente útil. Fíjate que en este caso, donde E es cero, justamente el potencial no es cero, así que eso que te dijeron no suele ser válido muchas veces...

Lo del segundo apartado me intriga, ¿V=Potencia? No sé a qué se podía referir con tal cosa, pero bueno. Como ya dije, al ser el campo eléctrico (electrostático) de naturaleza conservativa, no tienes más que recordar que en estos casos el trabajo es la variación negativa de energía potencial. Como puedes hallar fácilmente el potencial, no tienes más que:

$$W_{a\rightarrow b}=q(V_a-V_b)$$

h y disculpa por colgar aqui un hilo, es que es la primera vez que lo hago.

No pasa nada, la próxima vez ten más cuidado...principalmente es para que los moderadores no tengan que estar moviendo hilos de una sección a otra.

Saludos,

[jagdterrier]

Re: Duda sobre ejercicio de cargas electricas

muchas gracias!!! tu explicacion me ha servido de mucha ayuda. Espero no tener que darte mas la lata jeje Un saludo y repito muchas gracias