NO ME SALEN
(APUNTES TEORICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
ELECTRICIDAD
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2) a) La intensidad del campo eléctrico E debido a una carga Q en el punto donde está situada una carga Q’ > Q es superior, inferior, o igual a la del campo eléctrico E’ debido a la carga Q’ en el punto donde está situado Q?
b) la misma pregunta para las intensidades de las fuerzas F (que Q ejerce sobre Q’) y F’ (que Q’ ejerce sobre Q). |
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Si no te importa, a los fines de la claridad, voy a llamar QG a la carga mayor, y Qch a la carga menor. Lo mismo para los campos y las fuerzas. También, voy a elegir arbitrariamente que las cargas sean de igual signo, ambas positivas. Total, todo lo que diré vale para cualquiera que sea la configuración de cargas e independiente de los signos. |
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En esta figura muestro las dos cargas ubicadas en el espacio cada una en las cercanías de la otra.
También muestro el espectro del campo eléctrico que cada una produciría por sí sola. Pero atención: ¡no se trata del espectro del campo generado por ambas! En los campos eléctricos nunca las líneas de campo se cruzan. |
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| De todos modos, un gráfico de campos superpuesto es útil debido a que es una de las maneras en las que se puede conocer la forma del campo generado por ambas (que aparece en la última figura del ejercicio, más abajo). Y porque físicamente tiene su sentido: el campo en un lugar es la suma vectorial de los campos generados por cada una de las cargas que influye en el lugar. |
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Acá muestro el campo generado por la carga grande en la posición que ocupa la carga chica.
Ese vector es porporcional a la carga grande: |
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| ko es la constante de Coulomb, y d es la distancia entre la carga y la posición en la que se calcula el campo (o sea, en este caso, la distancia entre las cargas). |
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| Vamos ahora con el campo que genera la carga chica en la posición que ocupa la carga grande. |
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Tal como lo represento, el campo Ech se representa con un vector menor que el de EG.
La definición de campo lo dice claramente: |
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Y siendo QG > Qchno cabe otra posibilidad de que... |
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En la figura que sigue aparecen las dos cargas y el campo eléctrico que generan entre ambas sobre el espacio circundante. Además representé la fuerza de repulsión que cada carga ejerce sobre la otra. |
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En cuanto a la intensidad de las fuerza que cada carga ejerce sobre la otra... se trata de una pregunta con trampa.
Las fuerzas eléctricas -como todas las fuerzas- son siempre la mitad de una interacción entre dos cuerpos (en este caso: dos cargas eléctricas que se rechazan mutuamente). |
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La fuerza que la carga grande ejerce sobre la chica es exactamente igual en intensidad y dirección, y contraria en sentido, a la fuerza que la carga chica ejerce sobre la grande. |
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Ambas fuerzas son un par de interacción. (Estoy seguro que a esta altura del partido ya lo tenías claro).
De hecho, ambas se calculan de la misma manera: |
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| Fch/G = FG/ch = |
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ko QG Qch |
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| d² |
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| Que no es otra cosa que la Ley de Coulomb, que nos da el módulo de las fuerzas electrostáticas (siempre, entre pares de cargas). Y como sabés: el orden de los factores no altera el producto, o sea, es la misma cuenta para las dos. |
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| Desafío: ¿Cómo se ve el campo desde una posición muy alejada? |
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Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización nov-13. Buenos Aires, Argentina.
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