Chat

Índice general  CIENCIAS  ** Física **  * Electromagnetismo*

 

Inicio Índice Vídeos S._solar Y_más_allá Física Química Mates

  Tabla
Saltar a  



Temas similares

Campo eléctrico, fuerzas y trabajo (1ºBTO)
Foro: * Electromagnetismo*
Autor: Blanco264
Resptas: 1
Como calcular campo eléctrico (2ºBTO)
Foro: * Electromagnetismo*
Autor: Blanco264
Resptas: 3
Campo eléctrico en el interior de una cavidad de una esfera cargada (UNI)
Foro: * Electromagnetismo*
Autor: Kinleonv
Resptas: 1
Campo eléctrico cargas puntuales (2ºBTO)
Foro: * Electromagnetismo*
Autor: Andresito
Resptas: 1
 

   { VISITS } Vistas: 8105  |   { VISITS } Favoritos: 1  |   { VISITS } Suscritos: 5      
Favoritos: Galilei
Suscritos: Zuraccos, Galilei, Carmelo, Google [Bot], Google [Bot]
Nuevo tema Responder al tema tema anterior Bajar tema siguiente  pág siguiente 
Autor Mensaje

Mensaje 22 Ene 11, 21:51  21920 # 1



Avatar de Usuario
Univérsitas

______________Detalles_
Univérsitas 

Registro: 22 Ene 11, 20:50
Mensajes: 7
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Algeciras
Género: Masculino

______________________
Tengo una duda (en el apartado b) con un problema de selectividad (Andalucía):

Una esfera de plástico de 2 g se encuentra suspendida de un hilo de 20 cm de longitud y, al
aplicar un campo eléctrico uniforme y horizontal de 103  N/C, el hilo forma un ángulo de 15º con la vertical. a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico y todas las fuerzas que actúan sobre la esfera, y determine su carga eléctrica. b) Explique cómo cambia la energía potencial de la esfera al aplicar el campo eléctrico. Datos: K=9·109  N m 2  C -2 ; g = 10 m s -2  

Para ahorrar tiempo la solución del apartado a) es fácil 5,36·10-6C. Suponemos que la carga es positiva y se mueve en el sentido del campo.
Los datos del desplazamiento respecto a la posición inicial de la bolita:
Avance horizontal 0,052 m
Ascenso vertical 0,007 m
Si alguien lo necesita el ángulo que forma el campo (y la fuerza eléctrica) con el desplazamiento en todo momento es la mitad del ángulo que forme el hilo con la vertical)

La diferencia de potencial entre la posición inicial y final puede calcularse mediante el trabajo necesario para llevar la unidad de carga positiva desde A (bolita abajo) hasta B (bolita arriba).
(VB - VA ) = - E · d; (VB - VA ) = -1000 · 0,052; (VB - VA ) = - 52 V;

Disminución de energía potencial eléctrica
∆Ep = q· (VB - VA); ∆Ep = 5,36· 10-6· (- 52); ∆Ep = - 0,00027872 J La energía potencial eléctrica de la bolita de plástico ha disminuido 0,00027872 J.

Aumento de energía potencial gravitatoria
∆Ep = mgh - mgh0 = mg(h-ho) = 0,002· 10· 0,007 = 0,00014 J La energía potencial gravitatoria ha aumentado 0,00014 J

¿No deben coincidir al tratarse de dos campos conservativos?

Gracias por la ayuda.
          
    Responder citando    


Marcadores y compartir
    

Mensaje 23 Ene 11, 00:19  21923 # 2


Avatar de Usuario
Admin Licenciad@

______________Detalles_
Admin Licenciad@ 

Registro: 28 Oct 05, 00:18
Mensajes: 9672
Mi nombre es: Andrés Jesús
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Marbella (Málaga)
Género: Masculino

______________________
Hola,

Los cálculos tuyos están bien pero a decir verdad no sé lo que pasa. He estado un buen rato estudiándolo y nada. No veo el entuerto. Seguiré viéndolo a ver si damos con la tecla. Si lo ves tu antes lo dices. Tiene que ser una tontería.

Péndulo eléctrico


ImagenImagen
"Lee las NORMAS del foro. Gracias"
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 00:21  21924 # 3


Avatar de Usuario
Admin Licenciad@

______________Detalles_
Admin Licenciad@ 

Registro: 28 Oct 05, 00:18
Mensajes: 9672
Mi nombre es: Andrés Jesús
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Marbella (Málaga)
Género: Masculino

______________________
Hola,

T·cos α = m·g
T·sen α = q·E

tg α = q·E/(m·g)

q = m·g·tg α/E = 0,002·10·tg 15/1000 = 5,36·10-6 C


∆x = L·sen α = 0,051764 m
∆y = L - L·cos α = L·(1 - cos α) = 0,20·(1-cos 15) = 0,0068148 m

∆Ep = m·g·∆y = 0,002·10·0,0068148 = 0,00014 J

∆Ep = q·∆V = q·E·∆x = 5,36·10-6·1000·0,051764 = 0,00028 J

Lo curioso es que sale uno el doble que el otro.  :think:   :doh:


ImagenImagen
"Lee las NORMAS del foro. Gracias"
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 00:50  21927 # 4


Avatar de Usuario
Univérsitas

______________Detalles_
Univérsitas 

Registro: 22 Ene 11, 20:50
Mensajes: 7
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Algeciras
Género: Masculino

______________________
Galilei escribió:
Hola,
Los cálculos tuyos están bien pero a decir verdad no sé lo que pasa. He estado un buen rato estudiándolo y nada. No veo el entuerto. Seguiré viéndolo a ver si damos con la tecla. Si lo ves tu antes lo dices. Tiene que ser una tontería.
Péndulo eléctrico


Pufff, estoy picadísimo con este problema. He hecho hasta un dibujo a tamaño real para medir los ángulos y las distancias para comprobarlas :think:
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 10:54  21932 # 5


Avatar de Usuario
Univérsitas

______________Detalles_
Univérsitas 

Registro: 22 Ene 11, 20:50
Mensajes: 7
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Algeciras
Género: Masculino

______________________
Creo que es la tensión del hilo, que no es una fuerza conservativa. Voy a hacer cálculos a ver...
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 12:33  21933 # 6


Avatar de Usuario
Univérsitas

______________Detalles_
Univérsitas 

Registro: 22 Ene 11, 20:50
Mensajes: 7
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Algeciras
Género: Masculino

______________________
Bueno, he calculado el trabajo realizado por la tensión, a través de la expresión T· desplazamiento · cos ángulo

Sin embargo la tensión va cambiando con el recorrido el ángulo que forma con el desplazamiento así que he descompuesto la tensión en Tx y Ty y esas proyecciones si forman ángulos fijos con el desplazamiento. He calculado los trabajos de cada una de las proyecciones y los he sumado y el resultado es... lo que falta de energía potencial gravitatoria.

Lo mas difícil ha sido calcular los ángulos de Tx y Ty con el desplazamiento porque no tengo buena visión espacial.

Todas las contestaciones que he encontrado en la red sobre este ejercicio dicen "la disminución de energía potencial eléctrica debe ser igual al aumento de energía potencial gravitatoria" no son ciertas porque actúa una fuerza no conservativa, la tensión.

Todo esto suponiendo que mi razonamiento sea correcto (el que coincidan los números no implica que lo sea).

Un día un profesor de filosofía me dijo algo parecido a esto: Cuando busques un error en una afirmación lo mas frecuente es que el error esté en las premisas iniciales no en los razonamientos posteriores para conseguir la afirmación final. Qué razón tenía.
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 13:57  21935 # 7


Avatar de Usuario
Univérsitas

______________Detalles_
Univérsitas 

Registro: 22 Ene 11, 20:50
Mensajes: 7
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Algeciras
Género: Masculino

______________________
Muy bién lo de la integral, yo lo intenté pero no estaba seguro, así que recurrí a algo mas artesanal. De todas formas es un problema que me ha sorprendido (a casi todo el mundo le sale la respuesta "errónea" de modo natural, dicendo que lo que disminuya una tiene que aumentar la otra). A partir de ahora cuidado con los balances energéticos en presencia de tensión.
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 15:00  21941 # 8


Avatar de Usuario
Admin Licenciad@

______________Detalles_
Admin Licenciad@ 

Registro: 28 Oct 05, 00:18
Mensajes: 9672
Mi nombre es: Andrés Jesús
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Marbella (Málaga)
Género: Masculino

______________________
Sigo dándole vueltas al problema:

Supón que F = q·E es igual al peso, P. El ángulo sería de 45º en equilibrio. La cuerda tiene 1 m de longitud

La carga se ha desplazado sen 45 = √2/2 ≅ 0,707 m  a la derecha
y ha subido 1 - cos 45 = 1 - √2/2 ≅ 0,293 m hacia arriba

∆Ep (grav) = P·0,293 J
∆Ep (elec) = F·0,707 J

P = F

La diferencia de energía es P·0,414 = P·(√2 - 1)

La presunta es ¿Qué ha pasado con esta energía?

El trabajo hecho por la fuerza eléctrica debería elevar la carga hasta una altura ∆h = 0,707 m y sólo está en el equilibrio a 0,293 m


ImagenImagen
"Lee las NORMAS del foro. Gracias"
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 15:45  21944 # 9


Avatar de Usuario
Admin Licenciad@

______________Detalles_
Admin Licenciad@ 

Registro: 28 Oct 05, 00:18
Mensajes: 9672
Mi nombre es: Andrés Jesús
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Marbella (Málaga)
Género: Masculino

______________________
Ya sé lo que pasa:

Si pones la carga abajo, en reposo, y de pronto le metes el campo eléctrico, verías como la bolita llega hasta una altura mayor de la de equilibrio. Luego desciende de nuevo hasta la posición inicial. Dicho de otro modo, la bolita oscilará arriba y abajo de la llamada posición de equilibrio (15º). En ese punto, está en equilibrio porque las fuerzas se anulan pero tiene energía cinética (ahí está la diferencia de energía que nos faltaba)

Para que la bola esté en equilibrio ahí y, además parada, alguién tiene que sujetarla y disipar la energía cinética sobrante. Sólo entonces se quedará en reposo.


ImagenImagen
"Lee las NORMAS del foro. Gracias"
          
    Responder citando    
    

Mensaje 23 Ene 11, 23:30  21966 # 10


Avatar de Usuario
Univérsitas

______________Detalles_
Univérsitas 

Registro: 22 Ene 11, 20:50
Mensajes: 7
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: Algeciras
Género: Masculino

______________________
Cuando un péndulo oscila eternamente (sin rozamiento) ¿qué trabajo realiza la tensión?. Nulo, porque la tensión siempre es perpendicular a la trayectoria (igual que en nuestro caso) :shock:
Es decir en un desplazamiento infinitesimal del péndulo el vector desplazamiento es perpendicular al vector tensión.
¿Será porque la tensión hace trabajo negativo cuando el péndulo oscila desde el centro hacia la derecha y positivo cuando oscila desde la derecha hacia el centro? (y viceversa cuando oscila hacia o desde la izquierda?.
          
    Responder citando    


Marcadores y compartir
   
 
Nuevo tema Responder al tema tema anterior Subir tema siguiente  pág siguiente 


Mens. previos:  Ordenar por  
Saltar a  

¿Quién está conectado?

Viendo este Foro: 0 registrados y 3 invitados



No puede abrir nuevos temas
No puede responder a temas
No puede editar sus mensajes
No puede borrar sus mensajes
No puede enviar adjuntos


cron

Arriba