Download Se sabe que el campo eléctrico de un anillo cargado uniformemente
Document related concepts
no text concepts found
Transcript
Se sabe que el campo eléctrico de un anillo cargado uniformemente, con carga Q, a una distancia x de su centro, a lo largo de un eje perpendicular a su plano es: E ( x) = (x K 0Q 2 +R ) 2 32 (ver: Física, tomo II, Serway, p. 725). Derivando con respecto a x, e igualando a cero, obtenemos un máximo (o un mínimo). ⎡ ( x 2 + R 2 )3 2 − x ⋅ 3 2 ( x 2 + R 2 )1 2 ⋅ 2 x ⎤ dE ⎥ = K 0Q ⎢ 32 2 2 ⎢ ⎥ dx x + R ( ) ⎣ ⎦ KQ = 2 0 2 ⎡⎣ R 2 − 2 x 2 ⎤⎦ = 0 (x + R ) KQ pero como 2 0 2 ≠ 0 (x + R ) Entonces: R2 − 2 x2 = 0 R ∴ x= 2 Mediante la segunda derivada se determina si este valor corresponde a un mínimo o un máximo de E. ⎡ ( x 2 + R 2 ) ⋅ ( −4 x ) − ( R 2 − 2 x 2 ) ⋅ ( 2 x ) ⎤ d 2E ⎥ = K 0Q ⎢ 4 2 2 2 ⎢ ⎥ dx x + R ( ) ⎣ ⎦ −6 K 0QR 2 x = 4 2 2 x + R ( ) Evaluando en x = −6 K 0QR 2 d E = 2 dx R 2 3 ⎛R ⎞ 2⎜ + R2 ⎟ ⎝ 2 ⎠ 2 2 Al ser menor que cero tenemos que se trata de un máximo. <0 Finalmente, evaluando E en R 2 Q R 2 ⎛ R ⎞ E⎜ = ⋅ ⎟ 32 ⎝ 2 ⎠ 4πε 0 ( R 2 2 + R 2 ) Emáx = (6 Q 3πε 0 R 2 )
Related documents