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Mensaje 17 Oct 08, 06:09  7415 # 1



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Ya tengo dandole mucho tiempo a esta controversia teorica, inclusive mis profesores no me lograron responder, ojala que esta vez logre disipar mis dudas,ahi les va.

1.¿Que significa que el potencial sea cero?Imaginemos que en el eje x en un punto A tenemos una paricula cargada con -2q ,a un metro a la derecha de esta misma se encuentra otra particula cargado con +q,y aun metro de esta ultima particula se encuentra el punto P.

Calculemos el potencial electrico en el punto P .

-2qk/2 +qk/1 =0   Segun hasta lo que yo entiendo el potencial electrico se define como el trabajo que haria el campo electrico a una particula cargada con un coulumb para llevarla desde el punto P hasta el infinito. Y si esta es cero entonces el trabajo sobre la particula seria cero, y segun mi razonamiento la fuerza o la intensidad resultante sobre el punto P para que no haya trabajo debe ser cero ya que si hay intensidad resultante eso nos dice que si pusieramos la particula de 1 coulumb de carga esta se moveria y si se mueve, hubiera trabajo del campo electrico.En conclusion el potencial electrico me dice que en un punto P no habra trabajo,y la intensidad o fuerza electrica sobre el punto P me dice que si habra trabajo, ¿Como es eso?

2.Estaba viendo los videos de electrostatica del universo mecanico, y en una parte plantearon la pregunta algo asi:¿Por que cuando nos acercamos a una van der graf los atomos de nuestro cuerpo no son acarrancados si el van der graf logra acumular miles de voltios? Tengo entendido que las particulas cargadas tambien se mueven por efectos de la difernecia de potencial, por que no pasa esto?Y segun el video dijeron que depende de la derivada del potencial, esa ultima parte es la que no entendi , me podrian explicar el poruque, pero en forma fisica o teorica.

Gracias.


Cuando el ser manda, el Universo obedece: La Fisica Cuantica.
          
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Mensaje 17 Oct 08, 20:52  7423 # 2


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Te voy a explicar lo que significa que en un punto del espacio haya campo y no potencial y viceversa.

Imagen


Para ello, antes, unos preliminares. ¿Qué trabajo realiza una persona que mueve una maleta, tirando hacia arriba, y caminando con ella?. Ninguno, porque la fuerza que hace la persona y la que hace el peso son perpendiculares al desplazamiento. Si hubiera trabajo habría cambios en la energía cinética de la maleta. De hecho si tuviera ésta unas cuchillas en un lago helado no hace falta que la lleve sujeta, la puede dejar en el suelo y darle un empujón y caminar a su lado.
Cuando una fuerza es perpendicular al desplazamiento no realiza trabajo ya que no podrá nunca incrementar la velocidad del cuerpo en la dirección en la que se mueve (perpendicular a la fuerza).

Supongamos dos cargas de distinto signo e iguales a una distancia de un metro una de la otra.
Sitúa en el centro de ellas una carga cualquiera y empiezas a tirar de ella, perpendicular a la linea que las une, hacia el infinito. Si observas la figuras verás que la resultante de las dos fuerzas es perpendicular al desplazamiento. Tú sólo deberás neutralizar esa fuerza tirando en sentido contrario y darle un empujón (como el caso de la maleta). La resultante electrica es el peso en nuestro símil, tu fuerza para contrarrestarla, la que haces para llevar la maleta y la dirección del movimiento es, en ambos casos, perpendicular a esas dos fuerzas. No tendrías que realizar trabajo para llevar esa carga a ningún lado. Es un campo conservativo, luego si cambiamos el camino para llevarla al infinito no influirá.

Ahora bien, el campo en ese punto central (entre las dos cargas) no es nulo, lo que quiere decir que no está en equilibrio y si la sueltas (a la carga prueba) acelerará con una aceleración: a = q·E/M (siendo q la carga prueba).

Si las cargas que sitúas a un metro una de la otra son del mismo signo, haciendo un razonamiento parecido, te llevará a la conclusión que ahora, en su centro una carga está en equilibrio (E=0), no acelera. Pero llevarla hasta el infinito con velocidad cte te costará trabajo ya que ambas son del mismo signo (es como levantar o bajar un objeto en la Tierra).

Imagen


Para terminar con el símil. Cuando las cargas son de distinto signo (potencial nulo, campo no) es como llevar una maleta paralela al suelo de la Tierra. Cuando las cargas son del mismo signo (campo nulo, potencial no) , es como levantar o bajar una mateta perpendicular al suelo de la Tierra.


ImagenImagen
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Mensaje 18 Oct 08, 07:01  7436 # 3


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No cabe duda que entiendes la fisica como la palma de tu mano, por eso a veces te digo el Yakov Perelman español.jeje.

Galilei dijo:
Es un campo conservativo, luego si cambiamos el camino para llevarla al infinito no influirá.
Que tratabas de explicar con esto?

ºCuando el potencial sale cero, la ecuacion no me dice que tiene que darsele un empujoncito a la particula, y mucho menos que debe haber una fuerza para contrarrestarla,llendo a lo real ¿Cual seria el empunjoncito y la fuerza para contrarrestar la fuerza electrica resultante,para que asi el trabajo sea nulo?

Muchas gracias Galilei.


Cuando el ser manda, el Universo obedece: La Fisica Cuantica.
          
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Mensaje 18 Oct 08, 20:09  7448 # 4


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Pues en cuanto a los campos conservativos, seria bueno q le dieras una hojeada a los campos esclares de calculo, o funciones en n-variedaddes.Alli se especifica que un campo conservativo es un campo escalar en el cual la integral de linea sobre un camino φ es constante y solo depende del punto inicial y final. En fisica solo pasa cuando en toda una trayectoria la fuerza es siempre constante: mantiene su magnitud y sentido igual durante todo el trayecto, y su trabajo solo depende de la posicion inicial y final.

Demostremos esto
:

Supongamos que f=c es un fuerza conservativa o constante, queremos ver que el trabajo realizado por esta fuerza es constante a lo largo de cualquier trayectoria regular trozos solo que une a a y b es c.(b-a), es decir la fuerza por el desplazamiento.

Sea α=(α₁,...,αn) un camino que une a a y b donde α(a)=a y α(b)=b y escribamos c=(c₁,...,cn). Ademas supongamos que α´es continua en [a,b], entonces el trabajo realizado por f es igual a:

∫f.dα=∑k=1Ckabα´k(t)dt...............por def de integral de linea

=∑k=1Ckk(b)-αk(a)]=c[α(b)-α(a)]=c(b-a)

Como se ve, finalmente el trabajo solo depende de los puntos inicial y final, mas no de la curva que los une,asi que lo q trataba de decir Galilei (despues de tanto numero puesto en mi mensaje :doh: ) es que si cambias el camino para ir de el origen al infinito el trabajo siempre sera el mismo...


Dios dijo: ∇·E=ρ/ε0 ; ∇·B=0 ; ∇xE=-dB/dt ; ∇xB= μ0ε0dE/dt..y la luz se hizo..!!.. :bach:
          
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Mensaje 18 Oct 08, 20:16  7449 # 5


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Olvide parte de mi conclusion...en este caso la fuerza f=c es perpendicular al desplazamiento (b-a) y como son vectores, el trabajo esta dado por el escalar:

W=llcll ll(b-a)ll cosθ y como θ=90, el trabajo siempre es cero,sin importar la trayectoria (por ser un campo conservativo).....lastima q esto no se vea tan aplicable....


Dios dijo: ∇·E=ρ/ε0 ; ∇·B=0 ; ∇xE=-dB/dt ; ∇xB= μ0ε0dE/dt..y la luz se hizo..!!.. :bach:
          
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Mensaje 19 Oct 08, 06:50  7472 # 6


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mmmm,solo entendi una parte(es que mis primeras clases de universidad empiezan el proximo año, y todavia no llegamos a integrales, recien estamos entrando a limites)
Me gustaria entenderlo en una forma teorica. porque si suponemos que dejamos la paticula en libertad en un punto donde el potencial es cero y la fuerza electrica es no nula, entonces la particula acelerara por causa de la fuerza resultante electrica sobre esta misma,hasta el infinito,  hasta que se movera por inercia, entonces donde esta el trabajo nulo?,segun Galilei dijo que debe haber una fuerza para contrarrestarla, entonces planteo otra vez mi pregunta:

ºCuando el potencial sale cero, la ecuacion no me dice que tiene que darsele un empujoncito a la particula, y mucho menos que debe haber una fuerza para contrarrestarla,llendo a lo real ¿Cual seria el empunjoncito y LA FUERZA PARA CONTRARRESTAR LA FUERZA ELECTRICA RESULTANTE,para que asi el trabajo sea nulo?

Gracias por el apoyo.


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Mensaje 19 Oct 08, 12:38  7475 # 7


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Lo del empujoncito es pura deformación profesional.

La mayoría de los alumnos no entienden varías cosas de la energía potencial. Una de ella es que no tiene significado si no es diferencia de potencial entre dos puntos. Ejemplo: si toco un cable de 50000 V, estando aislado yo, me quedaré frito. El potencial no mata, lo hace la diferencia de potencial. No toques la torreta y el cable y no te pasará nada.

Otra cosa que no entienden es su relación con el trabajo que realiza el campo. Aquí es donde viene el problema. Además, hay varias formas de definir la energía potencial en un punto:

La que tú has dado y esta otra:

Trabajo para llevar la carga (masa) desde el infinito al punto (justo lo contrario). Pero en este caso el trabajo debe ser por una fuerza externa (a V=cte).

A mí, particularmente, me gusta más esta definición. ¿La razón?

¿Cómo le explicas a un alumno que está empezando este tema que un cuerpo, por estar a una altura respecto del suelo, tenga energía (potencial)? ¿Cómo va a llevar el peso una maleta desde el suelo a una altura h?

Mi explicación es la siguiente:

Para elevar una maleta, en contra del peso, hay que hacer una fuerza externa (realizada por tí) que tenga un valor (como mínimo) igual al peso. Esa persona que realiza un trabajo para elevar la maleta gasta energía de su cuerpo para ponerla allí. Esa energía gastada es la potencial. Le das capacidad a la Tierra de devolvértelo cuando lo sueltes y convertirlo en cinética.

Y aquí es donde aparece el empujoncito. Siempre te dicen: Pero si la fuerza que haces para levantar la maleta es igual al peso, entonces no se movería. Para no entrar en controversias, por ahora, les hablo de ese empujoncito.

Si defines la energía potencial como tú lo has hecho no hace falta introducir lo de a V=cte pero si lo haces al revés, utilizando una fuerza externa, entonces tienes que decir que a V=cte.

Ep(r) = - ∆W (realizado por el campo)
o
Ep(r) =  ∆W (realizado una fuerza contraria al campo y con V=cte)

Cuando levantas una maleta lo puedes hacer acelerándola hacia arriba pero entonces no es el mínimo trabajo.

Por esto es lo del empujoncito, algo marginal que soluciona el problema de explicar ahora (que no viene a cuento) que no se puede distinguir nunca lo que ocurre a V=0 o a V=cte.

Nota: Hermeneutico, cuando quiera "citar" lo que ha escrito otro en un mensaje, copia el mensaje en el recuadro de edición, márcalo con el ratón y dale al icono que hay en el menú, que está a la derecha de "Tamaño"  :wink:


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Mensaje 19 Oct 08, 20:08  7478 # 8


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Creo que te servira esto:

El Potencial Electrico se define como la Energia Potencial que tiene una carga en un punto (V≡Ep/q).de este modo, recurriendo al concepto de energia, podemos tomar cualquier punto del espacio como referencia y alli la Energia es cero, por lo que el potencial tambien lo seria...y esto no implica necesariamente que la fuerza electrica sea cero... :wink:


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Mensaje 21 Oct 08, 05:09  7512 # 9


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Aaaaaaaaaa ya , ahora si estoy satisfecho , gracias he.


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Mensaje 26 Oct 08, 07:15  7602 # 10


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Otra forma de ver el problema segun mi primer ejempo que di, donde habia dos particulas, una cargada con +q y la otra con -2q:
Como la intensidad resultante en el punto P era no nula si yo pusiese una carga, esta se moveria, hubiera un trabajo positivo del campo lectrico hasta que va a llegar el momento en que la intensidad resultante sea cero, y la partcula solo se moveria por inercia pero en este caso la fuerza electrica estaria en conntra del movimiento de la particula, haciendo un trabajo negativo, hasta que la particula llegue al infinito con velocidad cero.En si la sumna de trabajos te sale cero.


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