1. Calcula la magnitud y la dirección del campo eléctrico en un punto A situado a 5 cm de una carga puntual Q = +10 μC. k = 9 x 10⁹ Nm² C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ C )
Conocido :
Carga eléctrica (Q) = +10 μC = +10 x 10⁻⁶ C
La distancia entre el punto A y la carga puntual Q (r A ) = 5 cm = 0.05 m = 5 x 10 -2 m
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Se busca: La magnitud y la dirección del campo eléctrico en el punto A.
solución:
La dirección del campo eléctrico en el punto A:
La carga eléctrica es positiva, por lo tanto, la dirección del campo eléctrico se aleja de la carga eléctrica y del punto A.
2. Calcula la magnitud y la dirección del campo eléctrico en un punto P situado a 10 cm de una carga puntual Q = -20 μC . k = 9 x 10⁹ Nm² C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ C.
Conocido :
Carga eléctrica (q) = -20 μC = -20 x 10⁻⁶ C
La distancia entre el punto P y la carga eléctrica (r P ) = 10 cm = 0.1 m = 1 x 10 -1 m
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Se busca: La magnitud y la dirección del campo eléctrico en el punto P.
solución:
La dirección del campo eléctrico en el punto A:
La carga eléctrica es negativa, por lo tanto, la dirección del campo eléctrico apunta hacia la carga eléctrica.
3. Dos cargas puntuales están separadas por una distancia de 40 cm. ¿Cuál es la magnitud y la dirección del campo eléctrico en el punto P entre las dos cargas, que se encuentra a 20 cm del punto A?
Conocido :
Carga A (q A ) = -2 μC = -2 x 10 -6 C
Carga B (q B ) = + 4 μC = +4 x 10 -6 C
La distancia entre la carga A y el punto P (r AP ) = 20 cm = 0.2 m = 2 x 10 -1 m
La distancia entre la carga B y el punto P (r BP ) = 20 cm = 0.2 m = 2 x 10 -1 m
Se busca: la magnitud y la dirección del campo eléctrico en el punto P.
solución:
La carga A es negativa, por lo que la dirección del campo eléctrico apunta hacia Q A (hacia la izquierda).
La carga B es positiva, por lo que la dirección del campo eléctrico apunta en dirección opuesta a Q B (hacia la izquierda).
El campo eléctrico total en el punto A:
E = E A + E B
E = (4.5 x 10⁵ ) + (9 x 10⁵ )
E = 13.5 x 10⁵ N /C
La dirección del campo eléctrico apunta hacia Q A (hacia la izquierda).
4. La magnitud del campo eléctrico es cero en…
La carga A es positiva y la carga B es positiva, de modo que la magnitud del campo eléctrico es cero en el punto P, situado entre ambas cargas.
Conocido :
Carga A (q A ) = + 20 μC = +20 x 10 −6 C
Carga B (q B ) = +40 μC = +40 x 10 −6 C
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
La distancia entre la carga A y la carga B = 20 cm
La carga entre la carga A y el punto P (r AP ) = a
La distancia entre la carga B y el punto P (r BP ) = 20 – a
Se busca: La magnitud del campo eléctrico es cero y se encuentra en…
solución:
La magnitud del campo eléctrico producido por la carga A en el punto P
La carga A es positiva, por lo que la dirección del campo eléctrico apunta en dirección opuesta a la carga A (hacia la derecha).
La magnitud del campo eléctrico producido por la carga B en el punto P:
La carga B es positiva, por lo que la dirección del campo eléctrico apunta en dirección opuesta a la carga B (hacia la izquierda).
El campo eléctrico total en el punto P = 0:
Utilizamos la fórmula cuadrática para determinar a.
La magnitud del campo eléctrico es cero si se encuentra a 8 cm de la carga A o a 12 cm de la carga B.
5. Según la figura siguiente, ¿dónde se encuentra el punto P de modo que el campo eléctrico en el punto P sea cero? (k = 9 x 10⁹ Nm² C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ C )
Solución
To calcular la intensidad del campo eléctrico en el punto P, suponiendo que en el punto P hay una carga de prueba positiva. Q1 es positivo y Q2 es negativo, por lo tanto el punto P debe estar a la derecha de Q.2 o a la izquierda de Q1Si el punto P está a la izquierda de Q1; el campo eléctrico generado por Q1 En el punto P está a la izquierda (alejándose de Q)1) y el campo eléctrico generado por Q2 en el punto P a la derecha (hacia Q)1). La dirección del campo eléctrico es opuesta, de modo que los dos campos eléctricos se eliminan entre sí, de manera que la intensidad del campo eléctrico en el punto P es cero.
Conocido :
Q 1 = +9 μC = +9 x 10 −6 C
Q 2 = -4 μC = -4 x 10 −6 C
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Distancia entre la carga 1 y la carga 2 = 3 cm
Distancia entre Q 1 y el punto P (r 1P ) = a
Distancia entre Q 2 y el punto P (r 2P ) = 3 + a
Se busca: la ubicación del punto P de modo que el campo eléctrico en el punto P sea cero.
solución:
El punto P está a la izquierda de Q 1.
El campo eléctrico producido por Q 1 en el punto P:
La carga de prueba es positiva y Q 1 es positiva, por lo que la dirección del campo eléctrico es hacia la izquierda.
El campo eléctrico producido por Q 2 en el punto P:
La carga de prueba es positiva y Q2 es negativa, de modo que la dirección del campo eléctrico apunta hacia la derecha.
Campo eléctrico neto en el punto A:
Utilice la fórmula cuadrática para determinar a:
a = -1.25, b = -13.5, c = -20.25
Distancia entre Q 2 y el punto P (r 2P ) = 3 + a = 3 – 1.8 = 1.2 cm.
El punto P está a 1.2 cm a la derecha de Q 1.
