FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Escuela Politécnica Superior Universidad de Sevilla FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico Prof. Norge Cruz Hernández

Tema 1. Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico (5 horas) 1.1 Introducción 1.2 Fenómenos eléctricos. Carga eléctrica. Ley de Coulomb. 1.3 Concepto de campo eléctrico. Campo eléctrico creado por una carga puntual. 1.4 Principio de superposición. Campo eléctrico creado por una distribución continua de carga. 1.5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. 1.6 Carácter conservativo del campo eléctrico. Potencial electrostático y energía potencial electrostática

Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: -Problemas de Física General, I. E. Irodov Problemas de Física General, V. Volkenshtein Problemas de Física, S. Kósel Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

líneas del campo eléctrico En una línea imaginaria trazada a través de la región del espacio de modo tal que su tangente en cualquier punto tenga la dirección del vector de campo eléctrico en ese punto.

interacción de un dipolo con el campo eléctrico partículas con momento dipolar en un campo eléctrico colocando

partículas cargadas entre dos placas cargadas

Osciloscopio

línea con carga distribuida uniformemente 1.5 Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Aplicaciones. En la lección anterior calculamos el campo eléctrico en un determinado punto de una configuración de carga (discreta y continua) ….. dipolo eléctrico línea con carga distribuida uniformemente

campo eléctrico sobre el eje de un anillo cargado uniformemente campo eléctrico sobre el eje de un disco cargado uniformemente dada una distribución de carga podemos determinar el campo eléctrico

conocemos el campo eléctrico podemos tener información sobre la carga que lo origina En este ejemplo particular, todo indica que el campo corresponde con una carga puntual.

Flujo de un vector Intentemos determinar el signo del flujo de un campo eléctrico de una carga puntual, la superficie es una caja imaginaria:

Colocamos dos cargas puntuales en cajas distintas, una carga es el doble de la otra …

Colocamos dos cargas puntuales de signo distinto en la misma caja … en el caso de que las cargas no estén colocadas de forma simétrica ….. al menos, en el caso de que las cargas sean simétricas, el flujo es cero

Calculamos el flujo de una carga en la superficie de una esfera.

El flujo del campo eléctrico no depende del radio de la esfera.

Calculamos el flujo de una carga puntual en una superficie cerrada de forma irregular.

Calculamos el flujo de una carga puntual en una superficie cerrada de forma irregular (la carga se encuentra fuera del volumen originado) A las dos superficies (saliendo y entrando) les corresponde una misma esfera de proyección:

Teorema de Gauss El flujo del campo eléctrico total a través de una superficie cerrada es igual a la carga eléctrica total (neta) presente en el interior de la superficie, dividida entre ε0. Carl Friedrich Gauss (1777-1855)

Recordemos algunos ejemplos del inicio de la lección.

Cargas en un conductor. Si un conductor tiene carga, estas se moverán hasta lograr que el campo en su interior se haga cero.

Campo de una carga colocada en una cavidad dentro de un conductor.

Campo en la superficie de un conductor

Toda la carga debe pasar al recipiente exterior Prueba experimental de la ley de Gauss Toda la carga debe pasar al recipiente exterior Experimento realizado por Michael Faraday: “experimento del recipiente de hielo de Faraday”

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¿Es posible que haya sido esa la causa? Desaparece un avión de Air France sobre el Atlántico con 228 personas a bordo (1/6/2009) AF447 A330-200 Al inicio de la noticia, algunos medios especularon sobre la posibilidad de un rayo en pleno vuelo. ¿Es posible que haya sido esa la causa?