Ejemplo n° 3 de intensidad de campo eléctrico
Ejemplo nº 3
Las tres cargas eléctricas de la figura están en el aire. Calcula:
a) El potencial eléctrico en el punto P.
b) La energía potencial que adquiere una carga q = +2,5 µC al situarse en el punto P.
Desarrollo
Datos:
q₁ = +5 µC
q₂ = -2 µC
q₃ = +5 µC
qP = +2,5 µC
r₁ = 5 cm
r₂ = 8 cm
r₃ = 5 cm
Fórmulas:
| V = | k·Q |
| r |
Eₚ = q·V
Esquema:
Diagrama de las cargas eléctricas
Solución
a)
Calculamos el potencial eléctrico creado por cada una de las cargas en el punto P:
| V₁ = | k·Q₁ |
| r₁ |
| V₁ = | 9·10⁹ N·m²/C²·5·10⁻⁶ C |
| 0,05 m |
V₁ = 9·10⁵ V
| V₂ = | k·Q₂ |
| r₂ |
| V₂ = | 9·10⁹ N·m²/C²·(-2·10⁻⁶ C) |
| 0,08 m |
V₂ = -2,25·10⁵ V
| V₃ = | k·Q₃ |
| r₃ |
| V₃ = | 9·10⁹ N·m²/C²·5·10⁻⁶ C |
| 0,05 m |
V₃ = 9·10⁵ V
El potencial eléctrico en el punto P es la suma algebraica de los potenciales eléctricos creados por cada una de las tres cargas:
V = V₁ + V₂ + V₃
V = (9 - 2,25 + 9)·10⁵ V
Resultado, el potencial eléctrico en el punto P es:
V = 15,75·10⁵ V
b)
Calculamos la energía potencial eléctrica que adquiere una carga q = +2,5 µC al situarse en el punto P:
Eₚ = q·V
Eₚ = 2,5·10⁻⁶ C·15,75·10⁵
Resultado, la energía potencial de una carga q en el punto P es:
Eₚ = 3,9 J
• Fuente:
Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier
Autor: Leandro Bautista. España.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).
Ejemplo, cómo calcular el potencial eléctrico y energía potencial