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Guia de
física
2012
Guía para el trabajo de clase en ciencias físicas para el año 2012. Aquí
encontraras la tematica a tratar cada semana con sus respectivos ejemplos y
talleres de aplicación.
Capitulo 1
electrostatica
GUIA Nº 2
 SEMANA 2
 TITULO:
Electrostatica
 Indicadores de desempeño:
 Calcula el campo eléctrico con la fuerza eléctrica experimentada por una carga
DESCUBRIENDO EL CAMPO ELECTRICO
LO QUE DEBEMOS SABER
Las cargas eléctricas generan un campo eléctrico a su alrededor, ejerciendo fuerzas
de repulsión o atracción sobre otras cargas que se encuentren en su campo de
influencia.
El campo eléctrico también tiene dirección y sentido y es igual al de la fuerza que
ejerce una carga sobre otra carga de prueba(positiva). Observa la grafica
Si tenemos una carga q negativa, esta aplicará una fuerza de atracción sobre una
carga de prueba ubicada en el punto P. el campo eléctrico E tiene igual dirección y
sentido.
E
-q
Si la carga que tenemos es positiva, al colocar la carga de prueba el campo electrico
tendra la direccion que muestra la grafica
q
E
La intensidad del campo electrico se define como el cociente entre la fuerza ejercidad por
una carga y la carga de prueba:
E=
Calculo del campo eléctrico:
𝐹
𝑞𝑜
Sea Q la carga que genera el campo eléctrico, r la
distancia de la carga hasta el punto P en donde mediremos el campo, q0 la carga de
prueba, la fuerza que experimenta la carga de prueba esta dada por la ecuación :
F=K.Q.q0 como el campo eléctrico esta dado por E =
𝐹
𝑞𝑜
, remplazando
R2
tenemos que por E
=K
𝑄
𝑟2
si el campo eléctrico se genera por varias cargas el resultado es la suma vectorial de todos
los campos.
Las unidades del campo eléctrico son E = [K
𝑄
𝑟2
] =
1 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
1 𝑐𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏𝑖𝑜
DICCIONARIO
Como se expresa el campo eléctrico en el sistema
cgs?_______________________________________
LÍNEAS DE FUERZA: es la forma grafica de representar el campo
eléctrico mediante líneas que son tangentes al vector campo en
cualquier punto. Entre mas próximas las líneas de fuerza mas fuerte el
campo en ese punto o lugar.
Las líneas de fuerza se dibujan saliendo perpendicularmente de un
objeto cargado positivamente y entrando perpendicularmente a uno
cargado megativamente.
Observe el campo eléctrico uniforme para dos placas paralelas
 EJEMPLOS:
1. En u n punto P del espacio hay un campo eléctrico E = 2 . 10 4 N/C dirigida hacia
arriba. ¿ cuál será el valor de la fuerza eléctrica que actúa sobre una carga de 10 -6 C
colocada a un metro de distancia?.
Solución:
Datos:
E = 2 . 104 N/C
,
q0 = 10-6 C , F =?
Tenemos que F = q0 . E, reemplazando , E = 2 . 104 N/C . 10-6 C = 2 . 10 -2 N
2. En qué sentido se moverá la carga de prueba?
Como el resultado es positivo, la fuerza es de repulsión y por lo tanto el campo
eléctrico también .
E
F
P
3. Un punto P se encuentra entre dos cargas q1 = 5x10-6 C y q2 = -2,5 x 10-6C . la
distancia del punto P a las cargas se muestra en la figura
P
q1
r1= 0,1m
r2= 0,2m
q2
calcular el campo resultante en el punto P.
solución:
la carga q1 produce una fuerza de repulsión el el punto P y la carga q2 produce una
fuerza de atracción.
P
q1
r1= 0,1m
E1
r2= 0,2m
q2
E2
El campo resultante será la suma vectorial de E1 y E2.
E r = E1 + E2
E1 = K . q1.
= 9 x 109 N.m2/C2 . 5x10-6 C . = 4,5 x 106 N/C
r12
(0,1m)2
E2 = = 9 x 109 N.m2/C2 . -2.-,5 x 10-6C. = 0,562 x 106 N/C
(0,2m)2
Er = 4,5 x 106 N/C
+ 0,562 x 106 N/C
= 5,06x 106 N/C
APLICA:
1. Si se coloca una carga puntual negativa en un punto P en donde existe un campo
eléctrico (E) , ¿en qué sentido tendería a moverse con relación al campo eléctrico?
2. Dibuja las líneas de fuerza para dos carga puntuales negativas de igual magnitud que
se encuentran cerca. Realiza otro grafico de las líneas de fuerza si son dos carga
positivas de igual magnitud.
3. En un punto P del espacio existe un campo eléctrico E vertical de 3 x 10 8 N/C dirigido
hacia abajo.
a. Si una carga puntual negativa de 2x10-6 C se coloca en P, ¿ cuál será el valor de
la fuerza eléctrica sobre ella?
b. ¿en qué sentido se moverá la carga eléctrica?
4. El campo eléctrico entre dos laminas paralelas cargadas vale E = 2x10 4 N/C. la
distancia entre ellas es de 5 cm.. si un electron parte del reposo de la placa negativa
hacia la positiva, calcular:
a. La aceleración que adquiere el electron
b. Tiempo empleado en llegar a la placa
5. Calcule el campo resultante en el punto P según la configuración mostrada
P
0,1m
q1=1C
+
0,2m
+
q2= 2C