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Mensaje 07 Mar 09, 15:22  10342 # 1



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Las líneas de fuerza de un campo eléctrico de intensidad 2,5·105 son rectas horizontales. Se sitúa en un punto M del campo una carga eléctrica en reposo de +2μC:

Imagen

Al pasar la carga por el punto N situado a 20 cm de M, tiene una Ep de 10-5J. Halla:
a)La fuerza eléctrica que actúa sobre la carga.
b)El trabajo realizado.
C)La diferencia de potencial entre M y N
d)La energía potencial de la carga en el punto M.



Aquí el apartado que no me sale es el d).Yo en el problema he suspuesto que el nivel de Ep 0 es M y por lo tanto la respuesta que iba a poner es 0, pero en el libro no me da esta respuesta.

gracias y un saludo.
          
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Mensaje 08 Mar 09, 03:01  10365 # 2


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 Enunciado 

Las líneas de fuerza de un campo eléctrico de intensidad 2,5·105 son rectas horizontales. Se sitúa en un punto M del campo una carga eléctrica en reposo de +2μC:

Al pasar la carga por el punto N situado a 20 cm de M, tiene una Ep de 10-5J. Halla:
a)La fuerza eléctrica que actúa sobre la carga.
b)El trabajo realizado.
C)La diferencia de potencial entre M y N
d)La energía potencial de la carga en el punto M.



a)

F = q·E = 2·10-6·2,5·105 = 5·10-1 = 0,5 N

b)

W = F·d·cos α = 0,5·0,20·1 = 0,1 J

c) Ep(N) - Ep(M) = - W = -0,1 J

d) Ep(N) = Ep(M) - 0,1 J

En N tiene menos energía potencial porque el campo ha realizado un trabajo positivo y por lo tanto su energía potencial debe disminuir (lo ha ganado en cinética).

Es como cuando un cuerpo cae hacia el suelo, aumenta la cinética (trabajo positivo del peso) y por lo tanto debe disminuir la potencial.


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Mensaje 08 Mar 09, 21:57  10383 # 3


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Gracias por la respuesta Galilei.
Lo que no entiendo es por qué la fuerza es constante. Es decir, sé que la has despejado de la fórmula de campo eléctrico, pero digo yo que esa fuerza srá en un punto, porque a medida que aumenta el radio tendrá que disminuir. Tampoco entiendo por qué has calculado el trabajo sin hacer la integral. Yo no lo calculé así porque tengo marcado en el cuaderno (el profesor nos insistió un montón) que nunca hay que usar esa fórmula en estos problemas porque la fuerza es variable (es inversamente proporcial al cuadrado del radio). Tampoco entiendo cómo has calculado los apartados C) y D) (qué principio has seguido).

Gracias y un saludo.
          
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Mensaje 09 Mar 09, 00:10  10387 # 4


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Cita:
"Las líneas de fuerza de un campo eléctrico de intensidad 2,5·105 son rectas horizontales."


Esto te está indicando que el campo es uniforme y de igual valor en todos los puntos. Es como el campo gravitatorio cerca de la tierra, la g es la intensidad del campo gravitatorio (lo que pesa un kilo) y E es la fuerza que ejerce el campo a cada coulombio. Por eso F = q·E

Como E es cte la F también lo será.

En un campo conservativo, cuando se conoce los potenciales en los puntos, nunca se recurre a calcular el trabajo mediante la definición (integral de F·dr) ya que hay una función matemática (un truco) que me permite conocer el trabajo que hace el campo cuando desplaza una carga (masa) de un punto M a otro punto N del campo, se llama diferencia de energía potencial (cambiado de signo). La diferencia de potencial es el trabajo que realiza el campo para mover un coulombio, por eso ∆Ep = q·∆V (cambiado de signo).

Un buen símil para este problema sería, para que lo entiendas un poco mejor, el del campo gravitatorio uniforme.

Podría ser este:

En un campo gravitatorio uniforme de valor 10 N/kg se introduce una masa de 2kg. Se sitúa en un punto M, en reposo. Al pasar por un punto N (a 20 m de M) su energía potencial es de 1000 J. Vamos a responder a todas las preguntas del problema:
En un campo eléctrico las cargas + se mueven en dirección al campo, igual que en el gravitatorio.

F = m·E = m·g = 2·10 = 20 N

W = F·d = M·g·d = 2·10·20 = 400 J

Ep(N) - Ep(M) = - W = -400 J

Ep(M) =  Ep(N) + 400 = 1400

En N tiene menos energía potencial ya que el cuerpo cae y el peso lo acelera aumentando su energía cinética y tiene que estar bajando por lo tanto (menos energía potencial)

Resumiendo en M tiene una energía potencial de 1400
En N de 1000

Ep(N) - Ep(M) = -400

El peso ha realizado un trabajo positivo de 400 J que se ha convertido en cinética:

W = -∆Ep = ∆Ec


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Mensaje 09 Mar 09, 16:12  10397 # 5


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gracias por la explicación Galilei. La verdad que al ser un tema nuevo (en 4º de ESO no lo ví) y no haberme salido lo de campo uniforme pues no sabía eso pero ahora ya lo sé y lo tendré en cuenta. Con tu explicación ya lo he entendido así que muchas gracias.
un saludo. :wink:
          
       


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