FísicaFácil1 pts
Campo y potencial eléctrico
Castilla y León · 2020 · Septiembre
Enunciado
En una región del espacio se encuentran dos cargas eléctricas. La primera, de carga positiva, está fija, y la segunda, de carga negativa, se mueve alejándose de la primera. La energía potencial del sistema formado por ambas partículas ¿aumentará, disminuirá o se mantendrá constante? Razone la respuesta.
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Resultado
La energía potencial del sistema aumenta: es negativa () y tiende a cero al crecer ; el campo hace trabajo negativo al separar cargas que se atraen.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1
Estrategia
Se escribe la energía potencial eléctrica de dos cargas puntuales y se mira cómo cambia con la distancia, teniendo en cuenta que el producto de las cargas es negativo. Se confirma con el trabajo del campo: separar dos cargas que se atraen exige trabajo externo.
2
Desarrollo
Aumenta.
La energía potencial eléctrica de dos cargas puntuales y separadas una distancia (origen en ) escon , las cargas en culombios, en metros y en julios.
Como y , el producto es negativo y la energía potencial es negativa:Al alejarse la segunda carga, crece y el valor absoluto disminuye: se hace menos negativa, se acerca a cero. Es decir, aumenta. Por ejemplo, si se duplica, pasa a valer la mitad de un número negativo, que es un valor mayor.
Comprobación con el trabajo. Las dos cargas son de signo contrario y se atraen. Cuando la negativa se aleja, la fuerza eléctrica (hacia la positiva) y el desplazamiento tienen sentidos opuestos, así que el campo realiza un trabajo negativo:Si la carga se aleja sola (por la inercia de su velocidad), ese aumento de energía potencial sale de su energía cinética, que disminuye: el sistema se comporta como una piedra que sube.
La energía potencial eléctrica de dos cargas puntuales y separadas una distancia (origen en ) escon , las cargas en culombios, en metros y en julios.
Como y , el producto es negativo y la energía potencial es negativa:Al alejarse la segunda carga, crece y el valor absoluto disminuye: se hace menos negativa, se acerca a cero. Es decir, aumenta. Por ejemplo, si se duplica, pasa a valer la mitad de un número negativo, que es un valor mayor.
Comprobación con el trabajo. Las dos cargas son de signo contrario y se atraen. Cuando la negativa se aleja, la fuerza eléctrica (hacia la positiva) y el desplazamiento tienen sentidos opuestos, así que el campo realiza un trabajo negativo:Si la carga se aleja sola (por la inercia de su velocidad), ese aumento de energía potencial sale de su energía cinética, que disminuye: el sistema se comporta como una piedra que sube.
3
Consejo
Con cargas de signo contrario la energía potencial es negativa: «disminuye en valor absoluto» significa que aumenta. Dilo así y no te quedes solo con que se hace más pequeño.
El razonamiento del trabajo del campo es un buen segundo argumento: no obliga a manejar el signo de , solo a ver que la fuerza (atractiva) se opone al desplazamiento.
Paso 1 de 3
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