Electrostatica

Unidad II.- Electrostática

- Campos electrostáticos en el vacio.
- Campos electrostáticos en el campo material.
- Problema con valores en las fronteras en electrostática.

Ley de Coulomb


F= k q1q2/r²


F= Fuerza de atracción o repulsión. (N)
k= cte de coulomb 9x10^9 (Nm²/c²)
q1q2= cargas eléctricas de coulomb. (c)
r= distancia/ cargas (m)



F= Nm²/c² x c-c/m² = N


Se eliminan los coulomb y los metros para quedar en función de N=Newtons


Ejercicio.-

1.- Calcular la fuerza de atracción de dos cargas puntuales de 5c cuya separación es de 1m.

F= kq1q2/r²= (9x10^9)·(5)(5)/1= 2.25x10^11

Ejercicio.-

2.-Cual es la distancia de separación de dos cargas q1q2 de 10 y 15 coulomb, que experimenta una fuerza de repulsión de 5x10^6N.

r²= k·q1q2/f r=√k·q1q2/f


r=√(9x10^9)[(10)(15)]/5x10^6= 519.61N


3.- Que fuerza experimenta una carga de 5 microcoulomb (Mc) cuya separación es de 2m.

F=(9x10^6)·(5000000)/2 = 2.25x10^13


4.-Una carga de 3x10^-6 se encuentra a 2m de una carga de -8x10^6 ¿Cual es la magnitud de la fuerza de atracción entre las cargas?

q1= 3x10^6c
q2=-8x10^6c
d=2m
k=9x10^9Nm²/c²

F=9x10^9·(3x10^6)(8x10^6)/(2)²
F= 0.054N
F=54x10^-3

4.- Dos cargas eléctricas q1 y q2 se encuentran separadas "d" y experimentan una fuerza de repulsión de 40N. Si la distancia entre entre las cargas se duplica. ¿Cual es la magnitud de la nueva fuerza de repulsión?


F∞= q/r²

40N= q/(2r)²= q/4r²

F/r²= 40N/(2)² = 40/4= 10N



Campo Eléctrico
Región del espacio que rodea una carga eléctrica.
La magnitud del campo eléctrico producido por un campo de fuerza F sobre una carga de prueba q se obtiene con la formula;



E= F/q



F= Magnitud del campo de fuerza. (N)
q= Carga de prueba. (c)
E= Magnitud de campo eléctrico. (N/c)



La magnitud del campo eléctrico producido por una carga puntual q a una distancia d , de ella se obtiene con la formula ;



E= k·q/d²


k=9x10^9 (Nm²/c²)
q= Carga de prueba. (c)
E= Magnitud de campo eléctrico. (m)



E= Nm²/c²·c/m²= N/c



Ejercicios.-

1.- Una carga de 5x10^-6c se introduce a una región donde actúa un campo de fuerza de 0.04N. ¿Cual es la intencidad del campo eléctrico en esa región?

E=0.04N/5x10^-6= 8000 N/c


2.- El campo electrico de distancia d, d e una carga q es E, si la distancia se reduce a una cuarta parte. ¿Cual es la nueva magnitu del campo electrico?

E= k·q/d² =k·q/ 1/16d² =16kq/d²



3.- La magnitud del campo eléctrico producido por una carga de 4x10-6c a una distancia de 30cm de su centro es;


E= k·q/d² = 9x10^9·(4x10^-6/(0.30)²)=400N/c