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8/18/2019 Trabajo Colaborativo 1_50 (1)
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1
Unidad 1
Campo Electrostático, Potencial Eléctrico y Campo Eléctrico en la Materia
Por:
Grupo: 50
Jhon le!ander Cuer"o# C$di%o: 10&'5(')&*
+ernardo alas# C$di%o:
Ed-in .ar%as# C$di%o: 1115(1)''/
scar lerto errano 2ernánde3# C$di%o: '')1&4(
Presentado a:
Marco Jose +arrera
Electroma%netismo '01*'*6'//7
Uni"ersidad 8acional ierta y a 9istancia U89
'014
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'
;ntroducci$n
En el presente traaluase cada inte%rante del %rupo colaorati"o toma los e=sicas Due all= inter"ienen#
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)
ase 1
Euer3a eléctrica Due actBa sore las car%as D1 K 5 ! 10H4 C y D' K ),5 ! 10H4
C, las cuales se encuentran en reposo y en el "ac=o a una distancia de 5 cm# 9iuiDuen su respuesta#
9atos:
q1=+5 x 10−6
C q2=+3,5 x 10−6
C
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*
ormulas
K =9 x 109 N m
2
C 2 F = K ( q1 q2r2 )
Feempla3amos:
F =9 x109 N m
2
C 2 ((+5 x10
−6C )(+3,5 x10−6C )
(0.05m )2 )
F =63 8
La Due las dos car%as son positi"as por naturale3a se "an a repeler#
Euer3a de 4,* ! 10H1* 8# Fecuerden Due la car%a del electr$n es eH
H1,4 ! 10H1( C# 9iu
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Ei
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4
CT =12mF =12000 x 10−3
Eera metálica de paredes del%adas tiene '5 cm# de radio y lle"a una car%a de 3 x 10-7
C#
Encuentre E para un punto dentro de la es>era y para un punto >uera de la es>era#
Para el desarrollo del eera se tiene el caso rera#
q∫¿
ε 0 E∗4 π r2=¿
2allamos∫¿
q¿
∫¿=
Q
4
3π R
3
∗4
3π r3
q¿
∫¿=
3 x 10−7
4
3π (0.25)3
∗4
3π r
3
q¿
∫¿=1.92 x 10−5r 3
q¿
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&
Feempla3amos∫¿
q¿ en la ecuaci$n inicial y se tiene en cuenta Due la Permiti"idad eléctrica
del "ac=o ε0 es una constante Due aparece en la ley de Coulom y de Gauss cuyo "alor es
8.8542 ·10−12
C 2/ Nm2
E= 1.92 x10
−5r3
4π r2(8.854 x10−12)
E=172564∗r N /C
Para un punto >uera de la es>era se tiene el caso r> R además la car%a D es la de la es>era
E∗4 π r2=Q
ε0
E= 3 x10
−7
4π r2(8.854 x10−12)
E=2696
r2
N /C
E
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/
C =C 1+C
2
C =2 x 10−6 F +4 F
C =4.000002 F ≈4 F
Feempla3amos datos en la ecuaci$n inicial
U =(4 F ) (300v )2
2
U =1.8 x 105
Elu
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(
ase '
Eicado por Ed-in .ar%as
El tema al Due hace re>erencia el e
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10
9eterminen la >uer3a eléctrica Due actBa sore las car%as D1 K 10 ! 10H4 C y D' K & ! 10H4 C,
las cuales se encuentran en reposo y en el "ac=o a una distancia de 10 cm# 9iuiDuen su respuesta#
9atos:
q1=+15 x 10−6
C q2=+7 x10−6
C
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ormulas
K =9 x 109 N m
2
C 2 F = K ( q1 q2r2 )
Feempla3amos:
F =9 x109 N m
2
C 2 ((+15 x10
−6C )(+7 x10−6C )
(0.1m )2 )
F =252 N
Por ser dos car%as positi"as estás se "an a repeler#
Eicado por scar errano
El tema al Due hace re>erencia el euer3a de *000 8# Fecuerden Due la car%a del electr$n es e K 1#' !
10H/ C# 9iu
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1'
Eicado por scar errano
El tema al Due hace re>erencia el e
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1*
E= (5 x 10−7)r
(4 π )(8.85∗−12)(0.1m)3
E=4493871.219∗r q N /C
Para un punto >uera de la es>era se tiene el caso r> R además la car%a D es la de la es>era#
E∗4 π r2=Q
ε0
E= Q
4π ε 0r2
E= (5 x 10−7C )
(4 π )(8.85∗−12)(0.1m)3(r2)
E=4493.87
r2
N /C
Eicado por +ernardo alas
El tema al Due hace re>erencia el eerencia del
potencial de 100 "oltios# Calcule la ener%=a total almacenada en el sistema#
Para calcular la ener%=a almacenada en un condensador se tiene la si%uiente >ormula
U =C ∆ V
2
2
9onde C es la capacidad de car%a del capacitor y ∆ V es la di>erencia del potencial#
Como los condensadores están en paralelo tenemos
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C =C 1+C
2
C =13 F
Feempla3amos datos en la ecuaci$n inicial
U =(13 F ) (100v )2
2
U =16.5 x104
Eicado por Jhon le!ander Cuer"o
El tema al Due hace re>erencia el eicie %aussiana cuica de
#5m de rista# Cuál es el >luicieI
Por la ley de %auss tenemos:
ϕ E=∮ Eds
q= E0∮ Eds
q= E0ϕ E
ϕ E= q
E0
Fempla3ando tenemos
ϕ E= 1,0 x10
−6
8,85 x10−12=1,13 x 10
5
Eicado por Jhon le!ander Cuer"o
El tema al Due hace re>erencia el e
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Cuál es el potencial eléctrico a '/cm de una car%a puntual de 4#'5 CI
V"= KQ
d =(9 x 10−9 )6,25
28 x10−2 =200.8928571 x10
−9
V
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1&
Conclusiones
S Con este traaicar al%unas >alencias o "ac=os Due como estudiantes
podr=amos tener al momento a>rontar al%unos de los temas de la unidad 1, lo más si%ni>icati"o de
este proceso no es solo identi>icar esa >alencias? sino e"idenciar el compromiso por parte de
todos los participantes para dar prontas y correctas soluciones, a las oser"aciones Due nos
reali3aa el tutor#
S Gracias al desarrollo de este traale
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1/
Fe>erencias
rrayás Manuel '00/7# Electromagnetismo, circuitos y semiconductores# Fecuperado de:
http:TTilioteca"irtual#unad#edu#co:'04/TliTunadspTdetail#actionIdoc;910''&((1
unad#edu#co# Guía Integrada de Actividades# Fecuperado el ) mar3o '014 de:
http:TTcampus0)#unad#edu#coTecti0*Tplu%in>ile#phpT1'0&/Tmod6resourceTcontentT1T%uia
'0inte%rada'0de'0acti"idades#pd>
LouRue#com# Clase 29: La ley de Gauss, Teoría# Fecuperado el ) mar3o '014 de:
https:TT---#youtue#comT-atchI"sVsL5EuVH
LouRue#com# Clase 30: Cinco ro!lemas sencillos so!re el "lu#o el$ctrico y ley de Gauss#
Fecuperado el ) mar3o '014 de: https:TT---#youtue#comT-atchI"EeeuWaH5+
LouRue#com# Clase 3%: &lu#o a trav$s de un cu!o y c'lculo del camo el$ctrico en una es"era(
Fecuperado el ) mar3o '014 de: https:TT---#youtue#comT-atchI")uXlo-VsU