fisica

Sesión No 1 y No 2
Semana del 6 al 10 Agosto Teoría y Laboratorio.
Repaso: Campo Eléctrico, líneas de fuerza eléctrica, Vector campo eléctrico (E), cálculo de la intensidad del campo eléctrico (E = F / q0 ), (E = k Q / r2).
Ley de Gauss y líneas de fuerza introducido por Michael Faraday en 1791- 1867 como no se sabe exactamente el número de líneas de que está constituido un campo eléctricose introduce un limitante que consiste en el número (N) de líneas de fuerza eléctrica que produce una carga eléctrica es directamente proporcional al valor de la intensidad del campo eléctrico:
N α E por lo que al convertirlo en ecuación se tiene: N = є0 E si el número de líneas por cada unidad de área es igual a la intensidad del campo en ese punto se tiene: N = є0 E A
Ejemplo deaplicación en una carga eléctrica puntual encerrada dentro de una esfera de radio r:
El campo eléctrico o intensidad de campo eléctrico se obtiene por E = k Q / r2 donde se sabe que
k = 1 / 4 π є0 luego se tiene que E = Q / 4 π є0 r2 sustituyendo esta expresión en el número de líneas se tiene: N = є0 Q A / 4 π є0 r2 pero como la carga está rodeada por una esfera se sustituye el área de laesfera en la expresión, y se tiene: N = є0 Q 4πr2/ 4 π є0 r2 = Q de aquí se deduce que el número de líneas de fuerza eléctrica (flujo eléctrico) que atraviesa perpendicularmente a una superficie que rodea una carga es numéricamente igual a valor de la carga (teorema de Gauss).
Cada línea de fuerza eléctrica de un campo eléctrico es una línea continua, terminada por una carga positiva en unextremo y una carga negativa en el otro.
La constante є0 es la constante de proporcionalidad y se llama permisividad al aire al vacío y su valor es igual a 8.85 x 10-12 coul2/new m2 = 1 / 4π k donde k es igual 9 x 109 N m2/ c2
Ejemplo de aplicación en un conductor recto para el campo eléctrico alrededor del conductor:



Ejemplo de aplicación en placas paralelas para determinar el campoeléctrico entre ellas:



1.- Calcula la intensidad del campo eléctrico en el punto que está a 2 cm de la carga Q de + 3 μC y cuál será la fuerza que recibiría una carga de – 5 μC si se colocara en ese punto.


2.- Un carga de + 1 μC se coloca en un espacio que rodea a una carga Q y recibe una fuerza de repulsión de 7 N cual será el valor de la carga Q.

3.- Calcula el campo resultanteen el punto medio que une las cargas q1 = + 5 μC y q2 = –10 μC que están separadas 3 cm.

4. - Un electrón se proyecta hacia fuera a lo largo del eje de la x positiva, con una rapidez inicial de 3x106 m/s, recorre 45 cm y se detiene debido al campo eléctrico uniforme existente en la región. Encuentre la magnitud y dirección del campo eléctrico.


















Sesión No 3y No 4
Semana del 13 al 17 de Agosto
Energía Potencial Eléctrica
La energía potencial eléctrica (U) se define como el trabajo necesario que realiza un agente externo, para mover una carga eléctrica en contra de un campo eléctrico una desde el infinito.

Potencial Eléctrico.
El potencial eléctrico en un punto P de un campo eléctrico generado por una carga positiva es el trabajo por unidadde carga realizado por un agente externo para trasladar una carga eléctrica desde el infinito hasta un punto B.

RAZONAMIENTO:






Trabajo en contra del campo eléctrico de la carga Q para mover la carga q0 del punto A al punto B igual a; Wab = S Fex Cos ɵ …………… (1)
Fuerza eléctrica Felec repulsiva de la carga Q sobre la q0 positiva es:
Felec = k Q q / (rab) 2
La fuerzaexterna Fex es la fuerza para mover la carga q del punto A al punto B que se va igualando a la fuerza eléctrica de repulsión que va aumentando conforme se va acercando a Q por lo que Felec = Fex y sustituyendo en (1) se tiene que el trabajo es igual a: Wab = S Felec Cos ɵ = S k Q q / (rab) 2 = KQq S (1/(rab)2 =
El factor (1/(rab)2 también es igual a: 1 / ra rb y sustituyendo en la expresión...