FísicaMedio2,5 pts
Campo y potencial eléctrico
Comunidad de Madrid · 2026 · Julio
Enunciado
Una carga positiva se halla situada en el origen de coordenadas del plano . En un punto P situado en el eje y a una distancia desconocida del origen, el potencial eléctrico debido a dicha carga es de y el módulo del campo eléctrico en esa misma posición es de .
a) (1,6 puntos) Calcule el valor de la carga y la distancia que hay entre la carga y el punto P.
b) (0,9 puntos) Si a continuación, manteniendo la carga en el origen de coordenadas, situamos una segunda carga, , de en la posición del plano , determine el vector campo eléctrico en la posición .
Dato: Constante de Coulomb, .
a) (1,6 puntos) Calcule el valor de la carga y la distancia que hay entre la carga y el punto P.
b) (0,9 puntos) Si a continuación, manteniendo la carga en el origen de coordenadas, situamos una segunda carga, , de en la posición del plano , determine el vector campo eléctrico en la posición .
Dato: Constante de Coulomb, .
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Resultado
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Estrategia
El potencial y el campo de una carga puntual dependen de la distancia de forma distinta: y . Su cociente no depende de la carga, , así que la distancia sale de dividir los dos datos y, con ella, la carga.
En b) el punto está a de : es justo el punto P del apartado a), así que el campo de ya lo conocemos. Falta el de , que al ser negativa apunta hacia ella, en diagonal. Se suman los dos vectores por componentes.
En b) el punto está a de : es justo el punto P del apartado a), así que el campo de ya lo conocemos. Falta el de , que al ser negativa apunta hacia ella, en diagonal. Se suman los dos vectores por componentes.
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Desarrollo
a) Escribimos el potencial y el módulo del campo de en P:Dividiendo la primera entre la segunda se van y :Y del potencial despejamos la carga:Es positiva, como dice el enunciado (y como exige que el potencial sea positivo).
b) Campo de . El punto está a de , sobre el eje . El módulo es el del apartado a) y, como es positiva, el campo apunta alejándose de ella, hacia :Campo de . La distancia de , en , al punto es la diagonal de un cuadrado de de lado:Como es negativa, el campo apunta desde el punto hacia la carga, es decir, hacia arriba y a la izquierda, a . Su vector unitario es :Campo total. Por el principio de superposición:Su módulo es . Como los dos campos miden lo mismo, la suma va por la bisectriz del ángulo de que forman: a del eje .
En la simulación (posiciones en metros) puedes ver los dos campos y su suma en el punto :
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)b) Campo de . El punto está a de , sobre el eje . El módulo es el del apartado a) y, como es positiva, el campo apunta alejándose de ella, hacia :Campo de . La distancia de , en , al punto es la diagonal de un cuadrado de de lado:Como es negativa, el campo apunta desde el punto hacia la carga, es decir, hacia arriba y a la izquierda, a . Su vector unitario es :Campo total. Por el principio de superposición:Su módulo es . Como los dos campos miden lo mismo, la suma va por la bisectriz del ángulo de que forman: a del eje .
En la simulación (posiciones en metros) puedes ver los dos campos y su suma en el punto :
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Consejo
Con el potencial y el campo de una misma carga puntual, divide: . Es la forma más rápida de sacar la distancia sin conocer la carga.
Para el sentido de cada campo no hace falta arrastrar signos en la fórmula: el campo de una carga positiva sale de ella y el de una negativa entra en ella. Calcula el módulo con y pon tú el sentido mirando el dibujo.
Paso 1 de 3
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