T =∫Pdr Veamos que el peso es una fuerza conservativa: A

Presentación del tema: "T =∫Pdr Veamos que el peso es una fuerza conservativa: A"— Transcripción de la presentación:

1 T =∫Pdr Veamos que el peso es una fuerza conservativa: A
dr = dx i + dy j + dz k dr camino C P = -mg k B T =∫Pdr B A, camino C

2 Veamos que la fuerza gravitatoria es una fuerza conservativa:
dr camino C r B m1 T =∫Fg dr B A, camino C

3 Veamos que la fuerza electrostática es una fuerza conservativa:
dr camino C r B q1 T =∫Fe dr B A, camino C

4 Veamos que la fuerza electrostática es una fuerza conservativa:
dr camino C r B q1 T =∫Fe dr B A, camino C

5 T =∫Fe dx Veamos que la fuerza elástica es una fuerza conservativa: B
A, camino C

6 Definición de energía potencial

7 Origen de energías potenciales

8 Definición de energía potencial en un punto

9 Revisión del signo de energías potenciales

10 Mapa con cotas de altitud
Concepto de campo y tipos Def.: Llamamos campo a la perturbación real o ficticia del espacio determinada por la asignación a cada punto del valor de una magnitud (temperatura, velocidad, altitud, presión, ...). Mapa con cotas de altitud Mapa de isobaras

11 Decimos que existe un campo de fuerzas en un lugar del espacio si, al colocar en él un cuerpo de prueba, éste queda sometido a una fuerza.

12 En los campos centrales, todos los vectores fuerza convergen en un mismo punto, llamado centro del campo. El módulo del vector fuerza depende únicamente de la distancia del punto considerado al centro del campo. Ej.: campo gravitatorio de la Tierra.

13 Campo de cargas positivas y negativas

14 En los campos uniformes la fuerza tiene el mismo módulo, dirección y sentido en todos los puntos.
Campo uniforme

15 Campo conservativo, el trabajo no depende del recorrido elegido
Un campo de fuerzas es conservativo si el trabajo que realizan las fuerzas del campo para trasladar una partícula de un punto A a otro B es independiente del camino escogido, dependiendo únicamente de los puntos inicial y final. Campo conservativo, el trabajo no depende del recorrido elegido

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17 Dos masas puntuales de valores m1 = 2·108 kg y m2 = 8·108 kg están separadas una distancia de 100m. Calcular la fuerza gravitatoria con la que se atraen. ¿Es posible situar una masa en algún punto del segmento que las une sin que actúe ninguna fuerza sobre ella? ¿Dónde? m2 m1 100m

18 Dos masas puntuales de valores m1 = 2·108 kg y m2 = 8·108 kg están separadas una distancia de 100m. Calcular la fuerza gravitatoria con la que se atraen. ¿Es posible situar una masa en algún punto del segmento que las une sin que actúe ninguna fuerza sobre ella? ¿Dónde? m2 m1 m3 100m

19 Dos masas puntuales de valores m1 = 2·108 kg y m2 = 8·108 kg están separadas una distancia de 100m. Calcular la fuerza gravitatoria con la que atraen una masa m3 =100kg colocada en el punto medio, A . Determina la energía potencial que tiene m3 en este punto. A m2 m1 m3 100m

20 Dos masas puntuales de valores m1 = 2·108 kg y m2 = 8·108 kg están separadas una distancia de 100m. Calcular la fuerza gravitatoria con la que atraen una masa m3 =100kg colocada en el punto B que está a 30m a la izquierda de m1 . Determina la energía potencial que tiene m3 en este punto. m2 m3 m1 B 30m

21 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar m3 desde el punto A al punto B.

22 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar m3 desde el punto A hasta el ∞.

23 Dos masas puntuales de valores m1 = 2·108 kg y m2 = 8·108 kg están separadas una distancia de 100m. Calcular la fuerza gravitatoria con la que atraen una masa m3 =100kg colocada en el punto C que está a 20m sobre la perpendicular que pasa por el punto medio. Determina la energía potencial que tiene m3 en este punto. 100m m2 m1 20m m3 C

24 Dos masas puntuales de valores m1 = 2·108 kg y m2 = 8·108 kg están separadas una distancia de 100m. Calcular la fuerza gravitatoria con la que atraen una masa m3 =100kg colocada en el punto D que está a 20m sobre la perpendicular que pasa por m1. Determina la energía potencial que tiene m3 en este punto. 100m m2 m1 20m m3 D

25 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar m3 desde el punto D al punto C.

26 La fuerza gravitatoria es una fuerza que depende tanto de la masa que crea el campo, m1, como de la masa que experimenta dicha perturbación, m2: m2 r m1

27 La fuerza gravitatoria es una fuerza que depende tanto de la masa que crea el campo, m1, como de la masa que experimenta dicha perturbación, m2: m2 r m1

28 La fuerza gravitatoria es una fuerza que depende tanto de la masa que crea el campo, m1, como de la masa que experimenta dicha perturbación, m2: m2 r m1

29 Para evitar este problema se define la intensidad de campo gravitatoria que es “la fuerza que actúa sobre una masa testigo de 1kg” o también como F/m2: m2= 1kg r m1

30 Dada una masa puntual de valor m1 = 2·1012 kg
Dada una masa puntual de valor m1 = 2·1012 kg. Calcular la intensidad de campo gravitatoria en un punto que está a 10m de distancia. m1 m2= 1kg 10m Calcular la fuerza gravitatoria con la que atraería una masa m3 =8kg colocada en ese punto m1 m3 10m

31 La energía potencial gravitatoria es tipo de energía que depende que depende tanto de la masa que crea el campo, m1, como de la masa que experimenta dicha perturbación, m2, y que va a ser trasladada: m2 r m1

32 Para evitar este problema se define el potencial gravitatorio como “el trabajo que se debe hacer sobre una masa testigo de 1kg para llevarla desde A hasta el ∞” o también como U/m2: m2= 1kg r m1

33 Dada una masa puntual de valor m1 = 2·1012 kg
Dada una masa puntual de valor m1 = 2·1012 kg. Calcular el potencial gravitatorio en un punto que está a 10m de distancia. m1 m2= 1kg 10m Calcular el trabajo que se debe efectuar para llevar una masa m3 =8kg colocada en ese punto hasta el infinito m1 m3 10m

34 (Sep 2000) Sean dos masas puntuales de 100 kg y 150 kg, situadas en los puntos
A(-2, 0) y B (3, 0) m respectivamente. Se pide: Campo gravitatorio en el punto C(0, 4) m. Potencial gravitatorio en el punto C(0, 4) m. Trabajo necesario para desplazar una partícula de 10 kg de masa desde el punto C(0, 4) hasta el infinito. Trabajo necesario para desplazar una partícula de 10 kg de masa desde el punto C(0, 4) hasta el punto O(0, 0) m. m3= 1kg C m2 m1 B A

35 Potencial gravitatorio en el punto C(0, 4) m.
Trabajo necesario para desplazar una partícula de 10 kg de masa desde el punto C(0, 4) hasta el infinito. m3= 1kg C m2 m1 B A

36 Trabajo necesario para desplazar una partícula de 10 kg de masa desde el punto C(0, 4) hasta el punto O(0, 0) m. m4= 10kg C m2 m1 B D A

37 Sean dos masas puntuales de 100 kg y 150 kg, situadas en los puntos
A(-2, 0) y B (3, 0) m respectivamente. Se pide: Campo gravitatorio en el punto C(0, 0) m. Potencial gravitatorio en el punto C(0, 0) m. Trabajo necesario para desplazar una partícula de 10 kg de masa desde el punto C(0, 0) hasta el infinito. Punto dónde el campo gravitatorio es nulo. ¿En qué punto es nulo el potencial gravitatorio? m3= 1kg m2 m1 C B A

38 Potencial gravitatorio en el punto C(0, 0) m.
Trabajo necesario para desplazar una partícula de 10 kg de masa desde el punto C(0, 0) hasta el infinito. m3= 1kg m2 m1 B C A

39 G Sean dos masas puntuales de 100 kg y 150 kg, situadas en los puntos
A(-2, 0) y B (3, 0) m respectivamente. Se pide: Punto dónde el campo gravitatorio es nulo. ¿En qué punto es nulo el potencial gravitatorio? m1 G m2 m3= 1kg B A

40 Ejercicio nº1 En los vértices de un cuadrado de lado 10m se colocan cuatro masas iguales a 1012kg. Determina: a) La intensidad de campo en el centro del cuadrado, b) El potencial en ese punto, c) La intensidad de campo en el punto medio de uno cualquiera de los lados, d) El potencial en ese punto, e) La fuerza que actúa sobre una partícula de masa 100kg colocada en el punto medio de uno de los lados, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. m5= 1kg C

41 Ejercicio nº1 b) El potencial en ese punto, c) La intensidad de campo en el punto medio de uno cualquiera de los lados, d) El potencial en ese punto, e) La fuerza que actúa sobre una partícula de masa 100kg colocada en el punto medio de uno de los lados, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. m5= 1kg C

42 Ejercicio nº1 c) La intensidad de campo en el punto medio de uno cualquiera de los lados, d) El potencial en ese punto, e) La fuerza que actúa sobre una partícula de masa 100kg colocada en el punto medio de uno de los lados, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. D m5= 1kg

43 Ejercicio nº1 c) La intensidad de campo en el punto medio de uno cualquiera de los lados, d) El potencial en ese punto, e) La fuerza que actúa sobre una partícula de masa 100kg colocada en el punto medio de uno de los lados, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. m5= 1kg D

44 Ejercicio nº1 e) La fuerza que actúa sobre una partícula de masa 100kg colocada en el punto medio de uno de los lados, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. D m5= 100kg

45 Ejercicio nº1 f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. D m5= 100kg C

46 g) La fuerza sobre una cualquiera de las masas, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas.

47 h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas.

48 h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas.

49 h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas.

50 h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas cuatro masas en los vértices del cuadrado suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas.

51

52 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = 8·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática con la que se repelen. ¿Es posible situar una carga en algún punto del segmento que las une sin que actúe ninguna fuerza sobre ella? ¿Dónde? q2 q1 10m

53 ¿Es posible situar una carga en algún punto del segmento que las une sin que actúe ninguna fuerza sobre ella? ¿Dónde? q2 q1 q3 10m

54 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = 8·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática que actúa sobre una masa q3 = 1nC colocada en el punto medio de la línea que une q1 con q2 q2 q1 q3 10m

55 10m Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q2 q1

56 Calcular la fuerza que actúa sobre q3 =1nC colocada en el punto B que está a 3m a la izquierda de q1 . Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q2 B q1 q3 10m 3m

57 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar q3 desde el punto A al punto B.
3m 10m

58 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar q3 desde el punto A hasta el ∞.
10m

59 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = 8·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática que actúa sobre una masa q3 = 1nC colocada en el punto C que está a 2m sobre la perpendicular que pasa por el punto medio que une q1 con q2. Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q2 q1 10m 2m q3 C

60 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = 8·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática que actúa sobre una masa q3 = 1nC colocada en el punto C que está a 2m sobre la perpendicular que pasa por el punto medio en el punto D que está a 2m sobre la perpendicular que pasa por q1. Determina la energía potencial que tiene m3 en este punto.. Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q1 10m q2 2m q3 D

61 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar q3 desde el punto D al punto C.
10m q2 q1 2m q3

62 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = -6·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática con la que se atraen. ¿Es posible situar una carga en algún punto del segmento que las une sin que actúe ninguna fuerza sobre ella? ¿Dónde? q2 q1 10m

63 ¿Es posible situar una carga en algún punto del segmento que las une sin que actúe ninguna fuerza sobre ella? ¿Dónde? q2 q1 q3 10m

64 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = -6·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática que actúa sobre una masa q3 = 1nC colocada en el punto medio de la línea que une q1 con q2 q2 q1 q3 10m

65 10m Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q2 q1

66 Calcular la fuerza que actúa sobre q3 =1nC colocada en el punto B que está a 3m a la izquierda de q1 . Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q2 B q1 q3 10m 3m

67 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar q3 desde el punto A al punto B.
3m 10m

68 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar q3 desde el punto A hasta el ∞.
10m

69 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = -6·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática que actúa sobre una masa q3 = 1nC colocada en el punto C que está a 2m sobre la perpendicular que pasa por el punto medio que une q1 con q2. Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q2 q1 10m 2m q3 C

70 Dos cargas puntuales de valores q1 = 2·10-6 C y q2 = -6·10-6 C están separadas una distancia de 10m. Calcular la fuerza electrostática que actúa sobre una masa q3 = 1nC colocada en el punto C que está a 2m sobre la perpendicular que pasa por el punto medio en el punto D que está a 2m sobre la perpendicular que pasa por q1. Determina la energía potencial que tiene m3 en este punto.. Determina la energía potencial que tiene q3 en este punto. q1 10m q2 2m q3 D

71 Hallar el trabajo que se debe efectuar para llevar q3 desde el punto D al punto C.
10m q2 q1 2m q3

72 La fuerza electrostática es una fuerza que depende tanto de la carga que crea el campo, q1, como de la carga que experimenta dicha perturbación, q2: q2 r q1

73 La fuerza electrostática es una fuerza que depende tanto de la carga que crea el campo, q1, como de la carga que experimenta dicha perturbación, q2: q2 r q1

74 La fuerza electrostática es una fuerza que depende tanto de la carga que crea el campo, q1, como de la carga que experimenta dicha perturbación, q2: q2 r q1

75 Para evitar este problema se define la intensidad de campo electrostática que es “la fuerza que actúa sobre una carga testigo de 1C” o también como F/q2: q2= 1C r q1

76 Dada una carga puntual de valor q1 = 2nC
Dada una carga puntual de valor q1 = 2nC. Calcular la intensidad de campo gravitatoria en un punto que está a 6m de distancia. q1 6m q2= 1C Calcular la fuerza electrostática con la que atraería una carga q3 =-8pC colocada en ese punto q1 q3 6m

77 La energía potencial electrostática es un tipo de energía que depende que depende tanto de la carga que crea el campo, q1, como de la carga que experimenta dicha perturbación, q2, y que va a ser trasladada: q2 r q1

78 Para evitar este problema se define el potencial electrostático como “el trabajo que se debe hacer sobre una carga testigo de 1C para llevarla desde A hasta el ∞” o también como U/q2: q2= 1C r q1

79 Dada una carga puntual de valor q1 = 2·nC
Dada una carga puntual de valor q1 = 2·nC. Calcular el potencial electrostático en un punto que está a 6m de distancia. q1 q2= 1C 6m Calcular el trabajo que se debe efectuar para llevar una masa q3 =-8pC colocada en ese punto hasta el infinito q1 q3 6m

80 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: a) La intensidad de campo en el centro del cuadrado, b) El potencial en ese punto, c) La intensidad de campo en el punto medio del lado que une q1 con q2. d) El potencial en ese punto, e) La fuerza que actúa sobre una partícula de carga 2 pC colocada en ese punto medio, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre q3, h) La intensidad de campo en el punto medio del lado que une q3 con q2. i) El potencial en ese punto q1 q2 q5= 1C C q4 q3

81 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: b) El potencial en ese punto, q1 q2 q5= 1C C q4 q3

82 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: c) La intensidad de campo en el punto medio del lado que une q1 con q2. D q5= 1C q1 q2 q4 q3

83 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: d) El potencial en ese punto, q5= 1C q1 q2 D q4 q3

84 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: e) La fuerza que actúa sobre una partícula de carga 2 pC colocada en ese punto medio. D q6= 2PC q1 q2 q4 q3

85 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al centro del cuadrado, g) La fuerza sobre q3, h) La intensidad de campo en el punto medio del lado que une q3 con q2. i) El potencial en ese punto D q6= 2PC q1 q2 C q4 q3

86 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: g) La fuerza sobre q3, q1 q2 q4 q3

87 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: h) La intensidad de campo en el punto medio del lado que une q3 con q2. q1 q2 q5= 1C q4 q3

88 En los vértices de un cuadrado de lado 4m se colocan cuatro cargas q1= q2 = 10-6 C y q3= q4 = -2x10-6 C. Determina: i) El potencial en ese punto q1 q2 q5= 1C E q4 q3

89 Dos esferas muy pequeñas de 10 g de masa y cargadas positivamente con la misma carga, se encuentran en los extremos de dos hilos de seda de longitud 1 m suspendidas del mismo punto. Si el ángulo que forma cada hilo con la vertical es de 30º en la posición de equilibrio. a) Calcular el valor de la tensión de los hilos en la posición de equilibrio. b) Carga de cada esfera. c) Si desaparece alguna de las cargas, calcular la velocidad de la otra al pasar por la vertical. d) Si se desea que al desaparecer una carga la otra permanezca en la misma posición de equilibrio del apartado a), calcular el campo eléctrico que es necesario aplicar.

90 c) Si desaparece alguna de las cargas, calcular la velocidad de la otra al pasar por la vertical. d) Si se desea que al desaparecer una carga la otra permanezca en la misma posición de equilibrio del apartado a), calcular el campo eléctrico que es necesario aplicar.

91 d) Si se desea que al desaparecer una carga la otra permanezca en la misma posición de equilibrio del apartado a), calcular el campo eléctrico que es necesario aplicar.

92 Un electrón y un protón se encuentran a una distancia de 4x10-10m
Un electrón y un protón se encuentran a una distancia de 4x10-10m. Calcular: a) La fuerza eléctrica de atracción entre las dos partículas. b) La fuerza gravitatoria entre ellas. c) La relación entre las fuerzas eléctrica y gravitatoria

93 Una partícula de carga “-2q” se sitúa en el origen del eje x
Una partícula de carga “-2q” se sitúa en el origen del eje x. A un metro de distancia y en la parte positiva del eje, se sitúa otra partícula de carga “+q” . Calcular : los puntos del eje en que se anula el potencial eléctrico los puntos en los que se anula el campo electrostático. (P.A.U. Jun 05), -2q +q

94 Un electrón tiene una energía cinética de 1. 6 10-17 J
Un electrón tiene una energía cinética de J. Calculad su velocidad. ¿Cuál será la dirección, sentido y módulo de un campo eléctrico que haga que ese electrón se detenga por completo a una distancia de 10 cm desde su entrada en la región ocupada por el campo? Datos: carga del electrón= C, masa del electrón= kg. E F v 10 cm

95 Un campo eléctrico uniforme de valor E = 100 V/m está dispuesto horizontalmente en la dirección del eje X. Se deja en libertad en el origen, y partiendo del reposo, una carga puntual de Q = 6uC y masa = 0,2 g. Calcular: a) la energía cinética de la carga en x = 0,6 m; b) la variación de la energía potencial en el mismo recorrido; c) el desplazamiento vertical que ha experimentado la partícula; d) la diferencia de potencial eléctrico entre la posición inicial y final de la partícula. Datos: g = 9,8 m/s2. E F

96 Un campo eléctrico uniforme de valor E = 100 V/m está dispuesto horizontalmente en la dirección del eje X. Se deja en libertad en el origen, y partiendo del reposo, una carga puntual de Q = 6uC y masa = 0,2 g. Calcular: a) la energía cinética de la carga en x = 0,6 m; b) la variación de la energía potencial en el mismo recorrido; c) el desplazamiento vertical que ha experimentado la partícula; d) la diferencia de potencial eléctrico entre la posición inicial y final de la partícula. Datos: g = 9,8 m/s2. E F v 0,6 m

97 Dadas las cargas puntuales q1=+100µC, q2= -50µC y q3= -100µC situadas en los puntos A(-3,0), B(3,0) y C(0,2) respectivamente, calculad: a)La intensidad del campo eléctrico en el punto (0,0) b)El potencial eléctrico en el punto (0,0) c)Desde muy lejos se hace llegar una carga de -10µC al punto (0,0). Calculad su variación de energía potencial, así como el trabajo realizado. Interpretad físicamente el resultado obtenido. q3= -100µC q2= -50µC q1=+100µC

98 Dadas las cargas puntuales q1=+100µC, q2= -50µC y q3= -100µC situadas en los puntos A(-3,0), B(3,0) y C(0,2) respectivamente, calculad: a)La intensidad del campo eléctrico en el punto (0,0) q3= -100µC q2= -50µC q4= 1C q1=+100µC

99 Dadas las cargas puntuales q1=+100µC, q2= -50µC y q3= -100µC situadas en los puntos A(-3,0), B(3,0) y C(0,2) respectivamente, calculad: b)El potencial eléctrico en el punto (0,0) q3= -100µC q2= -50µC q4= 1C q1=+100µC

100 Dadas las cargas puntuales q1=+100µC, q2= -50µC y q3= -100µC situadas en los puntos A(-3,0), B(3,0) y C(0,2) respectivamente, calculad: c)Desde muy lejos se hace llegar una carga de -10µC al punto (0,0). Calculad su variación de energía potencial, así como el trabajo realizado. Interpretad físicamente el resultado obtenido. q3= -100µC q2= -50µC q4= C q1=+100µC

101 Dos pequeñas esferas conductoras están suspendidas de hilos de la misma longitud y de masa despreciable, de forma que se están tocando. Se cargan las dos con la misma carga, repeliéndose hasta que los hilos de los que cuelgan forman un ángulo de 90°. Poco a poco, y debido a la conductividad del aire (que no es un aislante perfecto), las esferas van perdiendo carga idéntica y uniformemente. Calculad el tanto por ciento de carga perdida cuando los hilos de suspensión formen un ángulo de 60°.

102 Dos pequeñas esferas conductoras están suspendidas de hilos de la misma longitud y de masa despreciable, de forma que se están tocando. Se cargan las dos con la misma carga, repeliéndose hasta que los hilos de los que cuelgan forman un ángulo de 90°. Poco a poco, y debido a la conductividad del aire (que no es un aislante perfecto), las esferas van perdiendo carga idéntica y uniformemente. Calculad el tanto por ciento de carga perdida cuando los hilos de suspensión formen un ángulo de 60°.

103 Dos pequeñas esferas conductoras están suspendidas de hilos de la misma longitud y de masa despreciable, de forma que se están tocando. Se cargan las dos con la misma carga, repeliéndose hasta que los hilos de los que cuelgan forman un ángulo de 90°. Poco a poco, y debido a la conductividad del aire (que no es un aislante perfecto), las esferas van perdiendo carga idéntica y uniformemente. Calculad el tanto por ciento de carga perdida cuando los hilos de suspensión formen un ángulo de 60°.

104 Una pequeña esfera conductora de masa m = 50 g está cargada positivamente y cuelga del techo mediante un hilo de longitud 60 cm. La esfera está en el seno de un campo eléctrico horizontal, uniforme y estático cuyo valor es 100 V/m. Si en la configuración de equilibrio el hilo forma un ángulo de 30o con la vertical, ¿cuántos electrones perdió la esfera al ser cargada?

105 Dos cargas puntuales fijas, de valores Q1 = 25 nC y Q2 = –10 nC, se encuentran a una distancia a = 10 cm. Calcule a) El campo eléctrico (módulo y orientación) en los puntos A y B de la figura adjunta. b) El trabajo mínimo que sería necesario efectuar para separar las cargas otros diez centímetros en la línea que les une inicialmente.

106 Un electrón describe un movimiento rectilíneo horizontal con una energía cinética de 3000 eV. En un momento dado, entra en una región en la que existe un campo electrostático vertical cuyo valor es E = 2104 V/m. Si la anchura de dicha región es d = 5 cm, obtenga el desplazamiento horizontal del electrón justo en el momento en el que sale de dicha región y el ángulo con el que el electrón sale deflectado.

107 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. Determina: a) La intensidad de campo en el centro del triángulo, b) El potencial en ese punto, c) La intensidad de campo en el punto medio de uno cualquiera de los lados, d) El potencial en ese punto, e) La fuerza que actúa sobre una partícula de carga 5x10-6 C colocada en el punto medio de uno de los lados, f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al punto D simétrico del centro del triángulo respecto de este lado, g) La fuerza sobre la carga cuando está en el punto A, h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas tres cargas en los vértices del triángulo suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. q1 q4= 1C q2 q3

108 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. Determina: b) El potencial en ese punto, q1 q4= 1C q2 q3

109 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. Determina: c) La intensidad de campo en el punto medio de uno cualquiera de los lados, q1 q4= 1C q2 q3

110 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. Determina: d) El potencial en ese punto, q1 q4= 1C q2 q3

111 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. Determina: e) La fuerza que actúa sobre una partícula de carga 5x10-6 C colocada en el punto medio de uno de los lados. q1 q4= 5x10-6 C q2 q3

112 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. Determina: f) El trabajo que se realiza para llevar la partícula desde este punto al punto D simétrico del centro del triángulo respecto de este lado,. q1 D q4= 5x10-6 C q2 q3

113 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. g) La fuerza sobre la carga cuando está en el punto D, q1 q4= 5x10-6 C D q2 q3

114 En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2m se colocan tres cargas iguales a 4x10-3 C. h) El trabajo que se debe realizar para colocar estas tres cargas en los vértices del triángulo suponiendo que inicialmente están infinitamente alejadas. q1 q2 q3

115

116 Dipolo q1 = q2 q3= 1C a/2 a/2 +q1 -q2

117 Dipolo q3= 1C +q1 -q2

118 Dipolo q3= 1C +q1 -q2

119 Dipolo a/2 q3= 1C a/2 +q1 -q2

120 Distribución discreta de cargas:

121

122 Distribución continua de cargas:

123 Densidad de carga Se distinguen tres tipos de densidad de carga:
Densidad de carga lineal: Se usa en cuerpos lineales como, por ejemplo, hilos. donde Q es la carga del cuerpo y L es la longitud. En el SI se mide en C/m Densidad de carga superficial: Se emplea para superficies, por ejemplo una plancha metálica delgada como el papel de aluminio. donde Q es la carga del cuerpo y S es la superficie. Se mide en C/m2 Densidad de carga volumétrica: Se emplea para cuerpos que tienen volumen. donde Q es la carga del cuerpo y V el volumen. Se mide en C/m3

124 El campo eléctrico total para toda la distribución será

125

126 Hallar el campo electrostático en un punto P que se encuentra a una distancia a de un hilo de longitud indefinida que tiene una densidad de carga λ P a

127 1 C

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