Enunciado

dificultad
Dificultad intermedia para los ejercicios de nivel avanzado

Dado el esquema de la figura, calcula el trabajo el√©ctrico que realizar√≠a el campo para desplazar una carga q3 = 2 ¬ĶC desde el punto A hasta el punto B.

Solución

Datos
q1 = 3 ¬ĶC = 3¬∑10-6 C
q2¬†= 3 ¬ĶC = 3¬∑10-6¬†C
r12 = 50 cm = 0.5 m
rAB= 20 cm = 0.2 m

Consideraciones Previas

Si la distancia entre q1 y q2 es 0.5 m, la distancia entre q1 y A es r1A = 0.25 m y la distancia entre q2 y A es r1A = 0.25 m.
Si la distancia entre A y B es 0.25 m, la distancia entre q1 y B se obtiene aplicando el teorema de Pitágoras, de tal forma que r1B = r1A = 0.32 m. 

Resolución

El trabajo eléctrico podemos obtenerlo por medio de la siguiente expresión:

VB-VA = -We(A→B)q⇒We(A→B) =-q·(VB-VA)

Para ello, es necesario calcular el potencial eléctrico en A (VA) y en B (VB). Lo haremos de forma separada.

VA

El potencial en A es la suma del potencial creado de forma aislada por la carga q1 (V1A) y por la carga q2 (V2A):

VA=V1A+V2A ⇒VA=K·q1r1A+K·q2r2A⇒VA=9·109·3·10-60.25+·109·3·10-60.25 ⇒VA=216000 V

VB

De igual forma para B:

VB=V1B+V2B ⇒VB=K·q1r1B+K·q2r2B⇒VB=9·109·3·10-60.32+9·109·3·10-60.32 ⇒VB=168750 V

Una vez que conocemos los valores de VA y VB podemos calcular el trabajo que realiza el campo eléctrico:

We(A→B) =-2·10-6·(168750-216000)⇒We(A→B) =0.09 J

Autor artículo
Sobre el autor
José L. Fernández es ingeniero de telecomunicaciones, profesor y curioso por naturaleza. Dedica su tiempo libre a escribir artículos para Fisicalab y a ayudar a Link a salvar Hyrule.

Fórmulas

Estas son las principales f√≥rmulas que debes conocer para resolver este ejercicio. Si no tienes claro su significado, te recomendamos que consultes la teor√≠a de los apartados relacionados. Adem√°s, en ellos encontrar√°s, bajo la pesta√Īa F√≥rmulas, los c√≥digos que te permitir√°n integrar estas f√≥rmulas en programas externos como por ejemplo Word o Mathematica.


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