Unidad 2: Electrodinámica

Liceo Bicentenario Viña del MarFísica – 2° Semestre 2013Prof. Paula Durán Ávila

OBJETIVOSAl término de la unidad, usted deberá:

1. Comprender y aplicar la fuerza eléctrica.2. Comprender y aplicar el campo y el

trabajo eléctrico.3. Comprender y aplicar el potencial

eléctrico.4. Conocer el condensador de placas

paralelas.

Fuerza Eléctrica

•Responsable de que los cuerpos cargados eléctricamente se puedan atraer o repeler.

•Es descrita por la Ley de Coulomb

Ley de Coulomb•Coulomb determina que:

▫“La fuerza eléctrica entre dos caras puntuales q1 y q2, separadas una distancia r es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.”

Ley de Coulomb

221

r

qqkF

• Donde: ▫ F: Fuerza. Newton [N]▫ Q1 y q2: Cargas

eléctricas – Coulomb [C]▫ R: distancia que separa a

las cargas – metros [m]▫ K: Constante de

proporcionalidad

2

29109C

Nmk

Ejercicio N°1

•Una carga puntual positiva Q1=0,23[µC], se coloca a una distancia r=3[cm] de otra carga puntal, pero negativa Q2=-0,60[µC]. Calcule la fuerza que ejerce Q2 sobre Q1.

Ejercicio N°2

•Se tienen dos cargas Q1=0,69[µC] y Q2=0,45[µC] y están separadas 5[cm]. Calcule la fuerza entre ellos.

EJERCICIO Nº 3

A Comprensión

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Para que el módulo de la fuerza entre dos cuerpos que tienen carga eléctrica aumente, se debe

I. aumentar el valor de la carga eléctrica en los cuerpos.II. cambiar el signo de alguna de las cargas.III. aumentar la separación entre los cuerpos.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) I, II y III

EJERCICIO Nº 4

E Análisis

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Dos cargas iguales y del mismo signo, separadas una distancia d, se repelen con una fuerza F. Si F` es la nueva fuerza repulsiva. Al triplicar la distancia y considerando que una de las cargas disminuye a la mitad, ¿cuál será la razón entre F y F`?

A)1:9B)1:18C)2:1D)2:9E)18:1

Ejercicios Extras1. Hay dos cargar Q1=4,5x10-3[C] y Q2=2,3[C], separadas a una

distancia de 1[cm]. 1. Calcule la fuerza entre ellas. 2. Si la fuerza se mantiene constante pero las cargas

aumentan al doble ¿Cuál es la nueva distancia de separación (r’)?

2. Dos cargas eléctricas q1 y q2 se encuentran separadas por una distancia r, producto de lo cual, se ejerce entre ellas una fuerza F. Si el valor de la primera carga se reduce a la mitad, de la segunda carga se cuadruplica y la distancia se duplica, ¿en qué factor la fuerza habrá aumentado o disminuido?

3. Tenemos una carga puntual de 2 µC y a 20 cm de ella colocamos una carga de 5 µC en ese punto ¿qué fuerza actúa sobre ella?

4. Existen dos cargas, Q1=0,6 µC y Q2=-3,2 µC, ubicadas a una distancia de 3 cm. Si la fuerza entre las cargas se cuadriplica, ¿cuál es la nueva distancia que las separa

•CARGA DE PRUEBA (q0)▫Carga ficticia ▫No ejerce fuerzas sobre las cargas

cercanas. ▫Es positiva ▫No tiene masa.

CAMPO ELÉCTRICO (E)

• Al colocar en algún punto del espacio una carga de prueba q0, ella experimenta una fuerza electrostática neta F, en dicho punto existe un campo eléctrico E

• Sus unidades son: [N/C]• Carga generadora: partícula cargada que

genera un campo eléctrico

12

0q

FE

Líneas de Campo

•Representar el campo eléctrico mediante diagramas o patrones.

•La dirección se define como la dirección de la fuerza eléctrica que se ejerce sobre una pequeña carga + situada en dicho punto.

Intensidad del Campo Eléctrico

•Es una forma independiente a la carga sobre la cual actúa

•Si se retira la carga de prueba el campo existe pero la fuerza no

•Depende solo de: ▫Carga generadora (Q)▫Distancia (r)

2r

kQE

Ejercicio N°5

•Calcula el campo eléctrico creado por una carga Q=2[µC] en un punto P situada a 30[cm] de ella en el aire ¿Qué fuerza actuará sobre una carga q0=-4[µC] situada en el punto P?

Ejercicio N°6

•Dibuje el campo eléctrico entre estas dos cargas.

+2

–

Ejercicios Extras1. Hallar la intensidad del campo eléctrico, a una

distancia de 30[cm] de la carga q=5x10-9[C].2. Calcular la intensidad en un punto de un campo

eléctrico si al colocar la carga de 48[µC] en él, el campo actúa con la fuerza de 1,6[N].

3. Calcular la intensidad del campo eléctrico en un punto situado a 18[km] de una carga de 120[µC].

4. Una carga está electrizada negativamente con un valor de q=-3,2[µC] Considere un punto P situada a 12[cm] de ella

1. ¿Cuál es el sentido del campo eléctrico en el punto P?2. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en el punto P?3. Si una carga puntual negativa de valor q=3,5 µC se

colocara en P ¿Cuál será la magnitud de la fuerza eléctrica F?

Contenidos Vistos

•Fuerza Eléctrica•Campo Eléctrico

•Páginas del Texto▫15, 16, 19, 20, 21

Prueba n°2: Próxima Clase