Saltar al contenido

Energia potencial electrica ejercicios

Problemas de energía potencial eléctrica y soluciones

Cuando una carga positiva libre q es acelerada por un campo eléctrico, recibe energía cinética (figura 7.2). El proceso es análogo al de un objeto que es acelerado por un campo gravitatorio, como si la carga bajara por una colina eléctrica donde su energía potencial eléctrica se convierte en energía cinética, aunque, por supuesto, las fuentes de las fuerzas son muy diferentes. Exploremos el trabajo realizado sobre una carga q por el campo eléctrico en este proceso, para poder desarrollar una definición de energía potencial eléctrica.

La fuerza electrostática o de Coulomb es conservativa, lo que significa que el trabajo realizado sobre q es independiente del camino recorrido, como demostraremos más adelante. Esto es exactamente análogo a la fuerza gravitatoria. Cuando una fuerza es conservativa, es posible definir una energía potencial asociada a la fuerza. Suele ser más fácil trabajar con la energía potencial (porque sólo depende de la posición) que calcular directamente el trabajo.

Para mostrar esto explícitamente, considere una carga eléctrica +q+q fija en el origen y mueva otra carga +Q+Q hacia q de tal manera que, en cada instante, la fuerza aplicada F→F→ equilibre exactamente la fuerza eléctrica F→eF→e sobre Q (Figura 7.3). El trabajo realizado por la fuerza aplicada F→F→ sobre la carga Q cambia la energía potencial de Q. Llamamos a esta energía potencial la energía potencial eléctrica de Q.

Cuando el potencial eléctrico es positivo

1. (moderado) Un electrón se mueve a lo largo de un campo E. Si el K inicial para el movimiento era mayor que cero, describa los siguientes parámetros: ΔK, ΔU, ΔV, Wfield Debido a que el campo forzará al electrón en la dirección opuesta a su movimiento, ΔK disminuirá, ΔU aumentará, ΔV disminuirá (como sucede siempre que cualquier partícula sigue el campo), Wfield será negativo.

  Energia de ionizacion ejercicios resueltos

2. (moderado) Repita la pregunta nº 1 con un protón en lugar de un electrón. Como el campo forzará al protón en la misma dirección que el movimiento, ΔK aumentará, ΔU disminuirá, ΔV disminuirá (como ocurre siempre que cualquier partícula sigue al campo), Wfield será positivo.

4. (fácil) Una partícula cargada negativamente (q = -2 C) se mueve a través de una pérdida de potencial eléctrico de 2000 v. ¿Habrá una pérdida o ganancia de energía potencial eléctrica? ¿Habrá una pérdida o ganancia de energía cinética? (Nota: La fuerza eléctrica es una fuerza conservativa.)ΔV = ΔU/q -2000 = ΔU/-2ΔU = 4000 JoulesHay un aumento (ganancia) de energía potencial eléctrica.Como la fuerza es conservativa:ΔK = -ΔU = -4000 JThere hay una pérdida de energía cinética.

Notas sobre la energía potencial eléctrica

20. Suponga que tiene un mapa de superficies equipotenciales separadas por 1,0 V. ¿Qué te dicen las distancias entre las superficies en una región concreta sobre la fuerza de la \Nvec{E}\Nen esa región?

29. Considere una carga \(\displaystyle Q_1(+5,0μC)\Nfijada en un sitio con otra carga \(\displaystyle Q_2) (carga \Nde +3,0μC\), masa \Nde 6,0μg)) que se mueve en el espacio vecino. (a) Evalúe la energía potencial de \(\displaystyle Q_2\) cuando está a 4,0 cm de \(\displaystyle Q_1\). (b) Si \N(\displaystyle Q_2\) parte del reposo desde un punto situado a 4,0 cm de \N(\displaystyle Q_1\), ¿cuál será su velocidad cuando se encuentre a 8,0 cm de \N(\displaystyle Q_1\)? (Nota: \Nla pantalla Q_1\Nse mantiene fija en su lugar).

  Ejercicios de energia libre de gibbs y equilibrio quimico

30. Dos cargas \(\displaystyle Q_1(+2,00μC)\Ny \N(\displaystyle Q_2(+2,00μC)\Nse colocan simétricamente a lo largo del eje x en \N(\displaystyle x=±3,00cm\N). Consideremos una carga \(\displaystyle Q_3\) de carga \(\displaystyle +4,00μC\) y masa 10,0 mg que se mueve a lo largo del eje y. Si \(\displaystyle Q_3\) parte del reposo en \(\displaystyle y=2,00cm\), ¿cuál es su velocidad cuando alcanza \(\displaystyle y=4,00cm\)?

Preguntas y respuestas sobre el potencial eléctrico

Sabemos cuántos electrones han pasado por una resistencia, y sabemos cuánta carga tiene un solo electrón. Si convertimos el número de electrones en cantidad total de carga, podemos dividir ese número por la cantidad de tiempo en segundos para encontrar la corriente.

Una estudiante está trabajando en un ejercicio de laboratorio en el que mide el potencial eléctrico (tensión) en varios puntos de un campo eléctrico. Antes de representar gráficamente las isolíneas de potencial, mide que el potencial eléctrico es de 3V en un punto del campo y de 7V en un punto situado a 3cm del primer punto. ¿Cuál es la intensidad media del campo eléctrico entre los dos puntos medidos por la estudiante?

  Ejercicios de trabajo y energia 1o bachillerato resueltos

En una región del espacio existe un campo eléctrico cuya magnitud apunta hacia el Norte. Un electrón entra en este campo viajando hacia el Norte con una velocidad inicial . Entra en el campo en el punto A, donde el potencial eléctrico es de 1,5V. Cuando se desplaza 2 cm en el campo hasta el punto B, el potencial cambia a 0V.  ¿Cuál será la velocidad del electrón cuando llegue al punto B?

Esta web utiliza cookies propias para su correcto funcionamiento. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Más información
Privacidad