Campo Eléctrico o Electrostático

Campo Eléctrico o Electrostático

1. Cuando se define el campo eléctrico, ¿Por qué es necesario especificar que la magnitud de la carga de prueba debe ser pequeña(es decir, tome el limite cuando q → o)?

R: Para determinar la magnitud del campo eléctrico, debemos colocar una carga de prueba q0 en el espacio, que debe ser por convección positiva para que la dirección del vector campo eléctrico coincida con el vector fuerza eléctrica, entonces de la misma manera es necesario que esta carga se prueba sea de magnitud pequeña para que no interfiera en la distribución de carga responsable del campo eléctrico.

2. Dos esferas de radio a están separados por una distancias r >2a. ¿Es la fuerza que actúa sobre cada esfera la que da la ley de Coulomb? Dé una explicación. (sugerencia: recuérdelo visto en el capitulo 14 acerca dela gravitación).

R:

3. ¿Cuándo es valido aproximar una distribución de carga a una carga puntual?

R: El campo eléctrico en un punto P determinado producido por una carga puntual varía con el inverso del cuadrado de la distancia y su dirección es radial, también es directamente proporcional a la carga neta que genera el disturbio.

Si la carga de un cuerpo de tamaño considerable en donde la aproximación de carga puntual no es válida, produce uncampo en un punto P, este puede ser calculado por integración directa. Esto significa, que se calcula el campo producido por un diferencial de carga en el punto P. 

Al aplicar la fórmula Coulomb, deberá tomarse el radio vector partiendo del diferencial hasta el punto P. Posteriormente se integra en todo el espacio en donde hay carga

4. ¿Es posible que exista el campo eléctrico en el espacio?

R: Porque el campo eléctrico solo necesita de dos cosas para existir, algo que lo genere (como una carga eléctrica o un campo magnético que varíe con el tiempo) y espacio donde este aparezca (con espacio me refiero al escenario donde se llevan a cabo los fenómenos físicos).

5. Explique por qué las líneas de campo eléctrico no pueden hacer la forma de un lazo cerrado.

R: porque las particulas poseen una carga separada y unica. En el caso electrico la carga positiva es y sera positiva, unica e INDEPENDIENTE de una carga negativa. Sus lineas son radiales .En el caso magnetico NO EXISTEN POLOS SEPARADOS, alli no se habla de cargas sino de polos. Hasta ahora se conocen dipolos magneticos y forman lazos cerrados que las lineas salen del norte al sur, debido a la inexistencia del monopolo magnetico, es decir que no esxite un polo norte aislado. NO! debe tener su polo sur.Esto lo puedes demostrar analiticamente con la ley de gauss para el caso electrico ( donde es proporcional a la carga encerrada) y al caso magnetico ley de Ampere( proporcional a la corriente )

6. Explique por qué las líneas de campo eléctrico nunca se cruzan.(sugerencia: E debe tener una sola dirección en cualquier punto).

R: El concepto de línea de fuerza fue introducido por Michel Faraday el siglo XIX para representar gráficamente un campo eléctrico. Estas líneas se trazan de manera que en cada punto el vector E (E - intes. de camp. elect.), sea tangente a ella. las líneas de fuerzas diujan saliendo de cargas positivas y entrando a la cargas negativas; en cierto modo una linea de fuerza es la trayectioria de las seguira una carga puntual positiva dejada en libertad en el campo. Dos líneas no se cortan (chocan o cruzan)en ninguna forma , pues ello significaría que en dicho punto existen direcciones para el campo eléctrico

7. Un electrón y un protón libres se colocan en un campo eléctrico o idéntico. Compare las fuerzas eléctricas que actúan sobre cada partícula. Compare sus aceleraciones.

R: La aceleración del electrón será mucho mayor (aproximadamente 10.000 veces) que la que adquiera el protón. Hay que recordar que la aceleración y la masa son cantidadesinversamente proporcionales, y la masa del protón es aproximadamente 10.000 veces máyor que la del electrón.

8. Explique qué pasa con la magnitud del campo eléctrico de una carga puntual cuando r se aproxima cero.

R: Si r tiende a cero, el campo tiende a infinito. Esto es por simple definición de la división en los números reales. Pero igual se puede apreciar con las líneas de campo. Cerca de una carga las líneas convergen, y mientras más cerca se está de la carga hay mayor convergencia, en consecuencia si nos acercamos mucho a una carga las líneas indican que el campo crece mucho.

9. Una carga negativa se coloca en una región del espacio donde el campo eléctrico esta dirigido verticalmente hacia arriba. ¿Cuál es la dirección de la fuerza eléctrica experimentada por esta carga?

R: Una carga negativa siempre será afectada por una fuerza en contra del campo negativo. Hay que tomar en cuenta que el campo se dirige siempre desde una carga positiva hacia una negativa. Por lo que si se coloco una carga negativa en el campo, será atraída por la carga positiva que lo genera, y eso es en contra del campo

10. Una carga de 4q está a una distancia r de una carga –q. Compare el número de líneas de campo eléctrico que salen de la carga de 4q con el número queentra en la carga –q.

R:

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