EjerciciosFyQ

Energía y velocidad de un protón sometido a un campo eléctrico (898)

F_y_Q — 2026-03-22T08:16:21Z

Se libera desde el reposo un protón en un campo eléctrico uniforme $$$ 5\cdot 10^3\ \text{N}\cdot \text{C}^{-1}$$$ con dirección horizontal y sentido positivo hacia la derecha. El protón se desplaza una distancia de 20 cm en la dirección y sentido del campo. Determina:

a) La diferencia de potencial entre los extremos de su desplazamiento.

b) La variación de la energía potencial.

c) La velocidad que llevará el protón al final de su desplazamiento.

Datos: $$$ \text{q}_\text{p} = 1.6\cdot 10^{-19}\ \text{C}$$$; $$$ \text{m}_\text{p} = 1.67\cdot 10^{-27}\ \text{kg}$$$

a) $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf \Delta V = -10^3\ V}}$$$
b) $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf \Delta U = -1.6\cdot 10^{-16}\ J}}$$$
c) $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf v_B = 4.38\cdot 10^5\ m\cdot s^{-1}}}$$$

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

PAU Andalucía: física (junio 2025) - bloque B - cuestión b2 (8508)

F_y_Q — 2025-08-11T07:35:05Z

Dos cargas puntuales de y se encuentran colocadas en las posiciones A (0,-4) m y B (0,4) m, respectivamente. i) Calcula el potencial en las posiciones C (6,0) m y D (0,8) m. ii) Determina el trabajo realizado por el campo al trasladar una carga de desde el punto C al D. Interpreta el signo del trabajo. Justifica todas tus respuestas.

Dato:

i) ;
ii)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Potencial y campo eléctrico de tres cargas en un triángulo equilátero (6688)

F_y_Q — 2025-01-09T06:13:12Z

Tres cargas puntuales de valores +q, +2q y -4q están fijas en los vértices de un triángulo equilátero de lado d = 10 cm, como se muestra en la figura. La energía potencial electrostática del conjunto de las tres cargas es igual a . La constante de la ley de Coulomb es .

Calcula:

a) El valor de la carga q.

b) El potencial en el punto medio del segmento que une las dos cargas positivas.

c) El módulo y dirección del campo eléctrico en el punto medio del segmento que une las dos cargas positivas. Indica la dirección y sentido mediante un diagrama.

a) A partir del dato de la energía potencial puedes deducir el valor de las cargas. Para un triángulo equilátero se cumple la ecuación:

Si consideras que las cargas son: , y , que d = 0.1 m y sustituyes:

Despejas el valor de «q» y calculas:

b) El potencial eléctrico en un punto está definido como:

El potencial eléctrico debido a las dos cargas en el punto medio es la suma de los potenciales de cada carga en ese punto:

Sustituyes y calculas el valor del potencial:

c) El campo eléctrico, que es una magnitud vectorial, sigue la ecuación:

Es necesario que calcules el campo debido a cada carga y luego sumes, teniendo en cuenta que son vectores:

Puedes ver cómo se representan ambos vectores es este esquema:

El campo total será la suma de los vectores:

EBAU Andalucía: física (junio 2024) - ejercicio B.2 (8319)

F_y_Q — 2024-09-30T16:24:52Z

a) i) Explica qué es una superficie equipotencial. ¿Qué forma tienen las superficies equipotenciales del campo eléctrico creado por una carga puntual? ii) Razona el trabajo realizado por la fuerza eléctrica sobre una carga que se desplaza por una superficie equipotencial.

b) Dos cargas puntuales iguales de valor están situadas en los puntos A (0,8) m y B (6,0) m. Una tercera carga de valor se sitúa en el punto P (3,4) m. Calcula: i) la fuerza eléctrica total ejercida sobre la carga situada en P, apoyándote de un esquema; ii) el trabajo realizado por el campo eléctrico para trasladar la tercera carga desde el infinito hasta el punto P.

a) i)Forma esférica; ii) El trabajo es nulo

b) i)
ii)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Análisis del potencial eléctrico en un sistema con tres cargas (8219)

F_y_Q — 2024-05-28T03:40:35Z

Sea un campo electrostático generado por una carga puntual negativa, «q». Dados dos puntos; «A» más cercano a la carga, y «B» más alejado de la carga, ¿en cuál de los puntos el potencial será mayor?

El potencial de una carga depende de su signo. Dado que la carga «q» es negativa, puedes escribir su potencial como:

Para saber qué potencial es mayor, haces la diferencia de potencial entre los puntos A y B:

Si se cumple que:

d_A\ \to \frac{1}{d_A} > \frac{1}{d_B}\ \to\ \color[RGB]{0,112,192}{\bm{\left(\frac{1}{d_A} - \frac{1}{d_B}\right) > 0}}" title="d_B > d_A\ \to \frac{1}{d_A} > \frac{1}{d_B}\ \to\ \color[RGB]{0,112,192}{\bm{\left(\frac{1}{d_A} - \frac{1}{d_B}\right) > 0}}" />

En este caso, la conclusión es:

0\ \to\ \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{V_B > V_A}}}" title="V_B - V_A > 0\ \to\ \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{V_B > V_A}}}" />

El potencial en el punto «B» es mayor que el potencial en el punto «A».

Trabajo de las fuerzas del campo para trasladar una carga de un punto a otro (8124)

F_y_Q — 2024-01-15T05:51:05Z

En el origen de coordenadas está situada una carga y en el punto A (4,0) otra carga . Si las cargas están situadas en el vacío y las coordenadas se expresan en metros, determina el trabajo que realizan las fuerzas del campo para trasladar una carga desde el punto B (0,3) hasta el punto C (3,0). Interpreta el signo obtenido.

Lo primero que debes hacer es hacer un esquema de la situación que describe el enunciado. Si clicas en la siguiente miniatura podrás ver la imagen con más detalle:

Ahora debes calcular la distancia que hay desde la carga dos al punto B, que es la única distancia que no conoces a partir de las coordenadas:

Calculas los potenciales en los puntos B y el punto C, debido a las dos cargas:

De manera análoga procedes con el otro potencial:

El trabajo para trasladar la tercera carga desde B hasta C será:

Esto quiere decir que es necesario hacer el trabajo sobre el sistema para lograr trasladar la carga, por lo que ese trabajo quedará incorporado al sistema en forma de energía potencial eléctrica.

EBAU Madrid: física (junio 2022) - ejercicio B.3 (8011)

F_y_Q — 2023-08-09T07:08:26Z

Una carga puntual positiva está situada en el punto (3, 4) m del plano xy. En otro punto del plano se coloca una segunda carga puntual, también positiva y de magnitud el cuádruple de la primera, haciendo que el campo se anule en el origen de coordenadas.

a) Determina la posición de la segunda carga.

b) Si el potencial en el origen de coordenadas vale , encuentra el valor de las cargas.

Dato: .

a)

b)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

EBAU Madrid: física (junio 2021) - ejercicio A.3 (7989)

F_y_Q — 2023-07-15T06:21:13Z

Una carga puntual de se encuentra situada en el origen de coordenadas.

a) Aplicando el teorema de Gauss, obtén el flujo del campo eléctrico a través de una superficie esférica de 10 mm de diámetro, centrada en el origen.

b) Utilizando el valor del flujo obtenido en el apartado anterior, calcula el módulo del campo eléctrico en puntos situados a 5 mm de la carga.

Dato: permitividad eléctrica del vacío, .

a) Según el teorema de Gauss, el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada solo depende el valor de la carga encerrada y de la permitividad eléctrica del medio:

El cálculo es muy fácil si sustituyes:

b) En el apartado anterior, y suponiendo que el campo eléctrico es paralelo al vector asociado a a superficie esférica, que es perpendicular a la superficie, se establece la relación entre el campo eléctrico y la superficie:

¿Son lo mismo la diferencia de potencial eléctrico y diferencia de energía potencial eléctrica (7978)

F_y_Q — 2023-07-05T11:06:11Z

a) Existe alguna distinción entre diferencia de potencial y diferencia de energía potencial?

b) Dadas dos cargas puntuales de 1 C separadas una distancia de 1 m, determina el potencial electrostático en el punto medio de ambas cargas así como la energía potencial electrostática de una carga de -2 C situada en dicho punto.

Dato: .

a) Sí.

b) ;

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO EN VÍDEO.

Variación de energía potencial y trabajo necesario para separar dos cargas eléctricas (7965)

F_y_Q — 2023-06-19T09:51:54Z

Dos cargas y están situadas en el vacío a una distancia de 2 m. Calcula la variación de la energía potencial y el trabajo realizado para separarlas hasta una distancia de 4 m. Interpreta el signo del resultado obtenido.

A partir de la expresión de la energía potencial eléctrica:

Puedes calcular la de a posición inicial y la posición final:

La variación de la energía potencial eléctrica será la diferencia entre los valores final e inicial calculados:

La energía potencial eléctrica final es mayor que la inicial, por eso el valor de la variación es positivo.

El trabajo realizado se opone a la fuerza eléctrica y por eso tiene signo negativo.