Tres cargas están colocadas en fila, siendo negativa la situada a la izquierda y positiva la de la derecha. Ambas son de igual valor q0. La tercera carga es q y está situada entre las otras dos (véase esquema). Sabiendo que el potencial eléctrico en el punto P es igual a cero:En línea, separadas a: -q0, q y, tras otra distancia a, el punto P; a una distancia a de P, +q0(a) Determinar el signo de la carga q y su valor en función de q0.
(b) Explicar qué sentido tiene el campo eléctrico en el punto P.
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Resultado
q=−2q0EP hacia la izquierda, de moˊdulo 1,75kq0/a2
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Estrategia
En P, la carga −q0 está a 2a, q a a y +q0 a a. Se iguala a cero la suma de potenciales. El campo se suma como vectores: cada carga aporta un campo que se aleja de ella si es positiva y se acerca si es negativa.
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Desarrollo
(a)VP=k(2a−q0+aq+aq0)=0⟹q=2q0−q0=−2q0La carga q es negativa y vale la mitad de q0.
(b) Con el eje X hacia la derecha:
−q0 (a la izquierda, a 2a): atrae, campo hacia la izquierda.
q=−q0/2 (a la izquierda, a a): atrae, hacia la izquierda.
+q0 (a la derecha, a a): repele, hacia la izquierda.
Los tres campos apuntan hacia la izquierda:EP=−a2kq0(41+21+1)i=−1,75a2kq0iEl campo en P apunta hacia la izquierda (hacia las cargas negativas), aunque el potencial allí sea nulo.
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Consejo
Potencial nulo no implica campo nulo: el potencial es una suma con signos que puede cancelarse, mientras que aquí los tres campos apuntan en el mismo sentido.
Paso 1 de 3
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