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Sea un campo eléctrico uniforme dado por E=500i N/C. Se pide: a) ¿Cómo serán las superficies equipotenciales de ese campo? b) Calcula el trabajo necesario para trasladar una carga de 2 μC desde el punto P (2, 3,0) m hasta el punto R (6, 5,0) m. c) Calcula la distancia entre las superficies equipotenciales V 1 =10 V y V 2 = 20 V. a) Para saber cómo serán las superficies equipotenciales, sabemos que éstas son lugares geométricos cuyos puntos tendrán el mismo potencial, por tanto la circulación Γ de cualquier carga testigo q por el plano donde se definen dichas superficies es nula. Por tanto, utilizando el concepto de trabajo: ∆V= 1 q ΔW Campo = 1 q Γ F F e ·d r = Γ F E·d r= Γ F E cos φ·dr =0 Si E0 cos φ=0 →φ=90 0 Es decir las superficies equipotenciales son perpendiculares a las líneas del campo E. Por consiguiente, las superficies equipotenciales han de ser paralelas al plano Π yz cuyo vector director n es paralelo al campo eléctrico E. b) Sabemos que el trabajo realizado se define de la siguiente forma: W r 1 r 2 = r 1 r 2 F e ·d r =q E·∆ r =q E ( r 2 r 1 ) =2 · 10 6 ( 500 , 0 , 0 ) · [ ( 6 , 5 , 0 ) ( 2 , 3 , 0) ]=2 · 10 6 ( 500 , C) Sabiendo que el campo eléctrico es el ritmo de cambio que experimenta el potencial respecto la posición y sabiendo además que el campo es constante, tenemos la expresión siguiente: E= ∆V ∆r ∆r= ∆V E= 2010 500 =0,02 m

Sea Un Campo Eléctrico Uniforme Dado Por E

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Sea un campo elctrico uniforme dado por E=500i N/C. Se pide:a) Cmo sern las superficies equipotenciales de ese campo!) Calcula el tra!a"o necesario para trasladar una car#a de $ %C desde el punto & '$( )(0) m *asta el punto + ',( 5(0) m.c) Calcula la distancia entre las superficies equipotenciales -.=.0 - / -$= $0 -.a) &arasa!ercmosernlassuperficiesequipotenciales( sa!emosquestassonlu#ares #eomtricos cu/os puntos tendrn el mismo potencial( por tanto lacirculacin de cualquier car#a testi#o qpor el plano donde se definen dic*assuperficies es nula. &or tanto( utili0ando el concepto de tra!a"o:V=1q WCampo=1qFFe d r=FE d r=FEcos dr=0SiE0cos =0=9001s decir las superficies equipotenciales son perpendiculares a las l2neas del campo E. &or consi#uiente( las superficies equipotenciales *an de ser paralelas al plano 3/0 cu/o 4ector director n es paralelo al campo elctrico E.!) Sa!emos que el tra!a"o reali0ado se define de la si#uiente forma:Wr1r2=r1r2Fe d r=qE r=qE(r2r1)=2 106( 500, 0, 0) [ ( 6, 5,0)( 2, 3,0) ]=2106( 500, 0,0) ( 4, 2, 0)=2106 4000=4 103JC)Sa!iendo que el campo elctrico es el ritmo de cam!io que e5perimenta el potencial respecto la posicin / sa!iendo adems que el campo es constante( tenemos la e5presin si#uiente:E=Vrr =VE=2010500=0,02m6etermina el 4alor del campo elctrico producido por una *o"a plana infinita cu/a densidad de car#a superficial es uniforme / cu/o 4alor es 7= .08) C/m$.&ara calcular el 4alor del campo elctrico de la *o"a plana infinita cu/a densidad de car#a superficial es uniforme( empleamos el concepto de flu"o elctrico 9 para una superficie #aussiana( es decir( cerrada. =E dS:a resolucin matemtica puede ser muc*o ms sencilla si consideramos la superficie #aussiana como una superficie re#ular( como es el caso del prisma. &orlo tanto( teniendo en cuenta que el campo es constante /a que la distri!ucin de car#a es uniforme( tenemos que:i=1n=6Ei Si=E1 S1+E2 S2+E3 S3+E4 S4+E5 S5+E6 S6=E1 S1 cos0+E3 S3 cos0=2E S;plicando la le/ de