FísicaMedioProblema · 3 pts

Campo y potencial eléctrico

Castilla-La Mancha · 2016 · Septiembre · Opción B

Enunciado

Dos cargas puntuales del mismo valor y signos opuestos están separadas por una distancia de

100\,\text{cm}

. En el punto intermedio situado a

40\,\text{cm}

de la carga de la izquierda el campo eléctrico tiene la orientación mostrada en la figura y su valor es

4680\,\text{N/C}

. Se pide:

Dos cargas separadas 100 cm; en el punto a 40 cm de la de la izquierda el campo E = 4680 N/C apunta hacia la derecha

(a) Explicar razonadamente cuál es el signo de cada carga y calcular el valor de dicha carga. Se valorará un esquema apropiado.

(b) Calcular la diferencia de potencial entre el punto intermedio situado a

40\,\text{cm}

de la carga de la izquierda y otro punto intermedio situado a

40\,\text{cm}

de la carga de la derecha.

(c) Calcular la energía potencial electrostática de estas dos cargas. ¿Cómo interpretamos su signo?

Dato: constante de la ley de Coulomb

k = 9\cdot 10^{9}\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}

.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;q_1 = +5{,}76\cdot 10^{-8}\ \text{C}\quad q_2 = -5{,}76\cdot 10^{-8}\ \text{C}\quad V_P - V_Q = 864\ \text{V}\quad E_p = -2{,}99\cdot 10^{-5}\ \text{J}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

1

Estrategia

Entre dos cargas opuestas los dos campos apuntan hacia la negativa y se suman. Con

E = kq\left(1/r_1^2 + 1/r_2^2\right)

se despeja

q

; después, potenciales por superposición y

E_p = kq_1q_2/d

.

2

Desarrollo

(a) En un punto entre las cargas, el campo de la positiva se aleja de ella y el de la negativa apunta hacia ella: los dos van hacia la carga negativa. Como el campo apunta a la derecha, la carga de la izquierda es positiva y la de la derecha, negativa.

E = kq\left(\frac{1}{0{,}4^2} + \frac{1}{0{,}6^2}\right) \quad\Longrightarrow\quad q = \frac{4680}{9\cdot 10^{9}\,(6{,}25 + 2{,}78)} = 5{,}76\cdot 10^{-8}\ \text{C}

q_1 = +5{,}76\cdot 10^{-8}\,\text{C}

(izquierda) y

q_2 = -5{,}76\cdot 10^{-8}\,\text{C}

(derecha).

(b) Con

kq = 9\cdot 10^{9}\cdot 5{,}76\cdot 10^{-8} = 518{,}4\ \text{V m}

, en

P

(a

40\,\text{cm}

de la izquierda) y en

Q

(a

40\,\text{cm}

de la derecha):

V_P = kq\left(\frac{1}{0{,}4} - \frac{1}{0{,}6}\right) = 518{,}4\cdot 0{,}833 = 432\ \text{V}

V_Q = kq\left(\frac{1}{0{,}6} - \frac{1}{0{,}4}\right) = -432\ \text{V}

V_P - V_Q = 864\ \text{V}

(c)

E_p = \frac{k\,q_1q_2}{d} = \frac{9\cdot 10^{9}\cdot(5{,}76\cdot 10^{-8})\cdot(-5{,}76\cdot 10^{-8})}{1} = -2{,}99\cdot 10^{-5}\ \text{J}

El signo negativo indica que las cargas se atraen y forman un sistema ligado: para separarlas hasta el infinito hay que aportar desde fuera

2{,}99\cdot 10^{-5}\,\text{J}

.

3

Consejo

Entre dos cargas de signo opuesto los campos se suman, nunca se restan: ahí el campo no se puede anular.

Paso 1 de 3

¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.

¿Te atascas?Pregunta a otros estudiantes y profesores en la comunidad.

Sigue practicando

Campo y potencial eléctrico

En un experimento de electrostática se tienen dos cargas positivas,

q_1 = q_2 = +1\,\text{nC}

, fijadas en las…

Física · Castilla-La Mancha · 2026 · Julio Campo y potencial eléctrico

Determine el trabajo realizado sobre una carga de

4\,\text{nC}

al llevarla desde un potencial de

V_1 = 200\,\text{V}

Física · Castilla-La Mancha · 2026 · Junio Campo y potencial eléctrico

En un experimento de electrostática se tienen dos esferas conductoras cargadas con carga

q_1 = q_2 = 10\,\mu\text{C}

Física · Castilla-La Mancha · 2026 · Junio Campo y potencial eléctrico

Se han colocado dos placas paralelas perpendiculares a la dirección

x

. Una de ellas se ha cargado con carga positiva…

Física · Comunidad de Madrid · 2026 · Junio

Apuntes y todos los problemas de Campo electromagnético →