Energía potencial y trabajo eléctrico en un sistema de dos cargas con una de ellas móvil

, por F_y_Q

Dos cargas q_1 y q_2 de -5\ mC y -3\ mC se encuentran separadas en el vacío una distancia de 50 cm. Posteriormente la distancia es 1m. Sabiendo que q_1 está fija y q_2 es móvil. Calcula:

a) La energía potencial inicial y final del q_2.

b) El trabajo realizado por la fuerza eléctrica que ejerce q_1 sobre q_2.


SOLUCIÓN:

a) La energía potencial viene dada por la expresión:
U = K\frac{q_1\cdot q_2}{d}
Solo tenemos que aplicar esta expresión para los casos inicial y final:

U_1 = 9\cdot 10^9\frac{N\cdot m^2}{c^2}\cdot \frac{(-5\cdot 10^{-3}\ C)\cdot (-3\cdot 10^{-3}\ C)}{0,5\ m} = \bf 2,7\cdot 10^5\ J

U_2 = 9\cdot 10^9\frac{N\cdot m^2}{c^2}\cdot \frac{(-5\cdot 10^{-3}\ C)\cdot (-3\cdot 10^{-3}\ C)}{1\ m} = \bf 1,35\cdot 10^5\ J


b) El trabajo realizado por la fuerza eléctrica es igual a la variación de energía potencial cambiada de signo:

W = - \Delta U = U_1 - U_2 = (2,7\cdot 10^5 - 1,35\cdot 10^5)\ J = \bf 1,35\cdot 10^5\ J