soluciones campo elc3a9ctrico

Departamento de Física y Química

I.E.S. VICENT E MEDINA

Sapere aude

CUESTIONES FÍSICA

CAMPO ELÉCTRICO

Soluciones a las cuestiones planteadas

1.

Explique las analogías y diferencias entre el campo eléctrico creado por una carga puntual y el campo
gravitatorio creado por una masa puntual, en relación con su origen, intensidad relativa, dirección y sentido.

a) ¿Puede anularse el campogravitatorio y/o el campo eléctrico en un punto del segmento que une a dos
partículas cargadas? Razone la respuesta.

Analogías:

§
§
§
§

Am bos campos son conservativos.
Las fuerzas de interacción gravitatoria y eléctrica son centrales.
Las fuerzas tienen la dirección del campo.
Las líneas de fuerza son abiertas.

Diferencias:

§

La fuerza gravitatoria es atractiva, mientras que la fuerza eléctricapuede ser atractiva o repulsiva,
dependiendo del signo de las cargas.

§
§
§

El campo gravitatorio es universal mientras que el campo eléctrico depende del medio.
El campo gravitatorio no tiene fuentes mientras que el campo eléctrico tiene fuentes y sumideros.
Cualquier si stema material crea campo gravitatorio, mientras que para crear un campo eléctrico ha de estar
cargado.

§
§

El campogravitatorio no puede apantallarse, el eléctrico sí.
Una partícula material, en reposo, i nicia su movimiento en la dirección y sentido del campo. Sin embargo,
una carga eléctrica, en reposo, se mueve en la dirección del campo, pero con el mismo sentido, si es
positiva, y sentido contrario, si es negativa.

a)

El campo gravitatorio es siempre atractivo, por lo que puede ser nulo en un punto del segmentoque une a
las dos masas. Cuando:

r
r
g1 = g 2
M

M1

r
g1

r
g2

M2

En el caso del campo eléctrico, también el campo podrá ser nulo en un punto del segmento, siempre que
las cargas sean del mismo signo.

Cuestiones de F ísica

Campo Eléctrico

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2.

Dos cargas eléctricas puntuales, positivas e iguales están situadas en los puntos A y B de una recta horizontal.
Contesterazonadamente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Puede ser nulo el potencial en algún punto del espacio que rodea a ambas cargas? ¿Y el campo
eléctrico?

b) Si separamos las cargas a una di stancia doble de la inicial, ¿se reduce a la mitad la energía potencial del
sistema?

a)

Si las dos cargas son positi vas el potencial creado por cada una de ellas será positivo, por lo que el
potencial total en ese puntonunca podrá anularse. El campo eléctrico podrá anularse en un punto del
segmento que une a ambas cargas, ya que los campos creados son de distinto sentido.

b)

Sí. La energía potencial a una distancia R es:

q ⋅q
q ⋅q
1
E P′ = K ⋅ 1 2 = K ⋅ 1 2 = E P
R′
2R
2
3.

q ⋅q
EP = K ⋅ 1 2
R

Si la distancia es 2 R se tendrá:

¿Cómo varía la fuerza electrostática al introducir un medio material entre lascargas? Indique cómo se modifica
la ley de Coulomb en este caso.

Cuando se introduce un medio material entre las cargas la fuerza de interacción electrostática entre ellas
di sminuye, ya que cualquier medio ofrece más resistencia a esa interacción que el vacío.
En este caso, l a ley de Coulomb (en valor absoluto) toma la forma:
constante dieléctrica del medio

4.

F=

1 q1 ⋅ q2
⋅
4πε
r2

en dondeε es la

(ε > ε 0 ) , por lo que la fuerza de interacción será menor que en el vacío.

¿Pueden cruzarse dos líneas de fuerza de un campo? En caso afirmativo, ¿qué significaría?

Dos l íneas de fuerza de un campo nunca pueden cruzarse, ya que esto indicaría que en un punto tenemos dos
vectores intensidad de campo distintos.

5.

Suponga dos cargas Q y Q`. el campo creado por Q en el punto dondeestá situada Q` ¿es mayor, menor o
igual al campo creado por Q` en el punto donde está Q? La misma pregunta respecto a las fuerzas, la de Q
sobre Q` y la de Q`sobre Q.

Si l as cargas son i guales en valor absoluto y tienen el mismo signo, el campo creado por una de ellas en el
punto donde se encuentra la otra tiene el mismo valor, pero ambos tienen la misma dirección y sentidos
contrarios.
Si...