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Semana Nº02 - IG

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CURSO: FÍSICA

GENERAL II MORENO
-­‐ DOCENTE: JOSÉ
TARAZONA-­‐
-­‐INGENIERÍA GEOGRÁFICA-­‐
Objetiv
os:en forma
Presentar clara y
lógica los conceptos básicos y
principios que rigen los
fenómenos eléctricos y
magnéticos y los fundamentos
básicos de la óptica física.
Fortalecer la comprensión de los
fenómenos Electromagnéticos,
practicando la solución de una
variedad de problemas aplicados
a situaciones reales.
FÍSICA
GENERAL
CONTENIDO DEL II
CURSO: Unidad I:

ELECTROSTÁTICA
Unidad II:
ELECTRODINÁMICA
Unidad III: CAMPO
MAGNÉTICO
UNIDAD
1:
ELETROSTÁ
CONTENIDO DE LA UNIDAD:
SEMANA Nº 01: CARGA
TICA
ELÉCTRICA SEMANA Nº
02: CAMPO ELÉCTRICO
SEMANA Nº 03: LEY DE
GAUSS
SEMANA Nº 04: POTENCIAL
CAMPO
ELÉCTRICO
Un cuerpo cargado con carga “q” genera en
su entorno un efecto llamado campo
eléctrico, el mismo que lo podemos definir
como: “El campo eléctrico E en cualquier
punto en el entorno de una carga se define
como la fuerza F que se ejerce sobre una
carga de prueba muy pequeña y positiva en
ese punto dividida por el valor de la carga
donde:
de prueba q0,” cuya q0 es laes:
expresión carga de
prueba.

Esta carga no altera la distribución de las


demás cargas que son las que generan el
campo.
La unidad de campo eléctrico es Newton/
Coulomb (N/C)
También se pueden usar las ecuaciones:
-­‐ Vectorialmente el campo eléctrico puede
escribirse como:

Ejemplo:

Calcular el valor del campo eléctrico en un


punto p a 50cm de una carga puntual q
= 6uC

Solución:
-­‐ Si el campo eléctrico en un punto es
generado por más de una carga, las
contribuciones de cada una se calculan
mediante una suma vectorial, así:
E = ∑1n Ei = E1 + E2 + E3 +…
+Ei +… En
Nota: Las letras en negrito representan
cantidades vectoriales
Ejemp La figura muestra tres cargas eléctricas
los dispuestas
lo. vértices en
de un cuadrado de 30 cm por lado y
en uno de los vértices está un punto p donde
debe calcular el campo debido a las cargas.
q1 =3uC O q3 = -­‐
5uC O

q2 p
=2uC O
Soluci (parte
ón: 1)
Soluci (parte
ón: 2)
Ejercicios:
1. Una carga eléctrica de 6uC se
colocaen el origende
coordenadas. Determine el Campo
eléctrico:
(a)Sobre el eje de las x en x= 3m
(b)Sobre el eje de las y en y= -­‐4m
(c)En el punto x= 2m, y= 2m
2.Determinar la magnitud y la dirección del campo
eléctrico en el punto medio entre una carga de -­‐
20uC y otra de 60uC separadas una distancia de
40cm.
3.Un protón de (m= 1,67x10-­‐27 kg) está suspendido
4.
enUn electrónen
reposo conun
velocidad
campo v0Eléctrico
= 2,4x106uniforme
m/s viaja E,
campo
paraleloeléctrico
considerea la de Magnitud
ungravedad E= 8,4x10
y determine E. 3 N/C
(a) Cuánto viajará antes de comenzar el regreso?

(b)pCunantotodetipeamrtpioda?transcurrirá antes de
queregrese a su
CAMPO ELÉCTRICO DE
UNA DISTRIBUCIÓN
CONTINUA
Cuando DE de
el número CARGA
carga eléctrica es
muy grande y su distribución es continua
(n ⟶ ∞), para el cálculo del campo
eléctrico se utilizará el método de
integración. El símbolo de la integral es
“∫”.

Ejemplo:
Se tiene una barra muy delgada cargada
con carga total q uniformemente
distribuida, de longitud L dispuesta en
forma horizontal, determinar el campo
eléctrico en el punto p debido a la barra
cargada.
Soluci
ón:

-­‐ “q” es la carga. En la figura


dq⟶0, por tanto es un diferencial de
carga. Esta pequeña cantidad de carga
genera una pequeña cantidad de campo
eléctrico, así:
-­‐ Como la barra está cargada
uniformemente, definimos la
densidad lineal de carga (𝛌) como
una constante, que es igual a la
carga por unidad de longitud, así:

-­‐ (2) lo remplazamos en (1) e


integramos, para obtener el campo
total
Proble
mas
La fig. muestra un semianillo
circular cargado uniformemente con
carga “q”. Calcular el campo
eléctrico en el punto P.

Calcular el campo eléctrico en un


punto “p” a una distancia x, en el
eje de un anillo circular cargado
uniformemente en carga “q”
LINEAS DE FUERZA
o LINEAS DE CAMPO
Son ELÉCTRICO
líneas imaginarias que representan la
dirección del campo eléctrico. Las líneas
de Campo eléctrico debido a una carga
puntual positiva son radiales saliendo de
la carga y radiales entrando a la carga
cuando esta es negativa .
DIPOLO
Un ELÉCTRICO
dipolo eléctrico es un sistema
de dos cargas muy pequeñas,
iguales en magnitud y signos
diferentes separados una
pequeña distancia en
comparación con el punto donde
se desea calcular el campo
producido por el dipolo.

Ejemplo de dipolo: una


molécula de agua.
CAMPO
ELÉCTRICO
DE UN
DIPOLO
El campo eléctrico generado por el
dipolo de La figura está dirigido a lo
largo del eje x. La componente del
campo Ey se anula por simetría.
DIPOLO DENTRO DE
UN CAMPO
ELÉTRICO EXTERNO
¿Qué le ocurre a un dipolo dentro
de un Campo eléctrico?
-­‐ Veamos:

L
c am
s pfouesroznasopquueestaesxperimentan las
cargas dentro del

P o r tadnat.o la fuerza resultante es cero


t r a sla

y el dipolo no se

L o s t o rqpuoerstapnrtoducidos
s e n t id o
por las

fuerzas tienen elτ mismo


por =p Se suman y
tanto: x E del dipolo así:
producirán una rotación
Ejemplo
La molécula de HCl tiene un momento
dipolar de aproximadamente de 3,4 x10-­‐
30Cm. Los dos átomos están separados por

una distancia aproximada de 1,0x10-­‐10m

(a)¿Cuál es la carga neta de cada átomo?

(b)¿Cuál será el máximo momento de


torsión que este dipolo experimentaría
en un Campo eléctrico de 2,5x104?

Solución

a) El momento dipolar es p = ql, de


donde q = p/l = 3,4x10 / 1,0x10 =

‐30 -­
‐10

3,4x10-­‐20 C
CAMPO
A PARTIR
ELÉCTRICO DE
UN POTENCIAL
ELÉCTRICO
-­‐ La distancia entre los
niveles de potencial rs un
desplazamiento Infinitesimal dl.
dl = dxi + dyj
+dzk

“El campo
eléctrico es el
gradiente de
potencial”
-­‐Gracias por su
atención
-­‐

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