Resumen fisica ii

Resumen Física II

FÍSICA II
TEMA 1: CARGA ELÉCTRICA - CAMPO ELÉCTRICO
Cargas y Masas de las partículas elementales:
Partícula Masa Carga Carga unitaria Protón Neutrón
−27

Electrón

m p = 1,67.10
+1

kg

m n = 1,67.10
0

−27

kg

me = 9,11.10 −31 kg

q p = +1,60.10 −19 C

q n = 0C

q e = −1,60.10 −19 C
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Ley de Coulomb:
“La magnitud de la fuerza eléctrica entredos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia”

Fe = k .

q1 .q 2 r2

k = 9.10 9

N.m 2 1 C2 = ⇒ ε 0 = 8,84.10 −12 4πε 0 C2 N.m 2

Campo eléctrico:
El campo eléctrico E en un punto es la fuerza por unidad de carga experimentada por una carga de prueba q 0 en ese punto.

E=

F 1 q = ⋅ 2 ⋅ r° q 0 4π.ε 0 r

Cálculos de campo eléctrico: Campo de un anillo de cargas:
y

dQ

a

r

P

x
dE Q

x

EP = k ⋅

Qx

(x

2

+a

2 3

)

ˆ i

Donde Q es la carga total del anillo, a es el radio y x la distancia del punto al anillo de cargas. */ Estudiar la demostración /*

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Juan Pablo Martí

Campo de una líneainfinita de carga:
2π .ε 0 .r Donde λ es la densidad de carga lineal y r la distancia de la línea al punto.
*/ Estudiar la demostración /*

E=

λ

=

2kλ r

Campo de un disco uniformemente cargado:
E=

σ
2.ε 0 .

Donde σ es la densidad de carga superficial en el disco. Esto sólo se cumple para cuando R >> x .

Campo de dos láminas infinitas con cargas opuestas:
E1 = E 2 =

σ2.ε 0 .

⇒ E=

σ
ε0.

*/ Estudiar la demostración /* Sólo si las dimensiones de las láminas son grandes en comparación con la distancia entre ellas. El campo descrito es el correspondiente a cualquier punto situado entre las dos láminas. Fuera de ellas, el campo es distinto.

Líneas de campo eléctrico:
Una línea de campo eléctrico es una curva imaginaria dibujada a través de una regióndel espacio de manera que su tangente en cualquier punto tiene la dirección del vector de campo eléctrico en ese punto. Las líneas de campo nunca se intersecan.

Si el campo es uniforme, las líneas de campo son rectas, paralelas y uniformemente espaciadas. ¡CUIDADO!: Las líneas de campo no son trayectorias que puede seguir una partícula, ni mucho menos líneas en cuya trayectoria el campo tiene elmismo valor.

U.T.N. F.R.M.

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Dipolo eléctrico:
Un dipolo eléctrico es un par de cargas puntuales de igual magnitud y signo opuesto, separadas a una distancia d .

Fuerza y momento sobre un dipolo:
p E d

+q

+
φ
d sin φ

−q En un dipolo

∑F

NETA

= 0 , pero

∑τ ≠ 0 . Su valor es:
τ = (qE )(d sin φ ) .

*/Estudiar la demostración /* El producto de q por d es el momento dipolar eléctrico p :

p = qd
Entonces, el momento de torsión nos queda:

τ = pE sin φ ⇒ τ = p × E

Movimiento de partículas cargadas en un Campo uniforme:
  x(t ) = x0 + v0 x .t q.E Ecuaciones de Posición:  donde a = 1 m  y (t ) = y 0 + v0 y .t + a.t 2 2  v x = v0 x Ecuaciones de Velocidad:  v y = v0 y − a.t

TEMA 2:LEY DE GAUSS
Carga y Flujo eléctrico:
q E

+

N1 A N1

θ

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El flujo eléctrico neto debido a una carga ubicada dentro de una superficie gaussiana, es independiente del área y depende sólo de la carga neta existente. Superficie gaussiana: Superficie imaginaria cerrada.

Cálculo de flujo eléctrico:
Si el campoeléctrico es uniforme, el cálculo del flujo se reduce a la ecuación:

Φ E = E ⋅ A = E. A. cos θ = E ⊥ . A
Pero cuando el campo eléctrico es más general, debemos tomar diferenciales e integrar. Obtenemos así la ecuación:

Φ E = ∫ E ⋅ dA = ∫ E cos θ .dA

Ley de Gauss:
Φ E = ∫ E ⋅ dA = Qdentro ε0

Para una superficie cerrada, que no tenga carga, el flujo es cero:

Φ E = ∫ E ⋅ dA = 0...