GUÍA POTENCIAL Y SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

1.       Considere un punto situado a una distancia r de una carga puntual positiva Q. Siendo V el valor del potencial establecido por Q en este punto responda:

a.       Cuando r se duplica, ¿cuántas veces se vuelve menor el potencial V?

b.      ¿Y si se triplica el valor de r?

c.       Ahora trace un croquis que ilustre la gráfica de V x r ¿Cómo se denomina esta curva?

2.       La carga puntual Q que se muestra en la figura, vale Q = 3 µC, y las distancias de los puntos A y B a esta carga son r_A = 15 cm y r_B = 45 cm. Suponga que la carga está en el aire y determine:

 

a.       El potencial en A.

b.      El potencial en B.

c.       La diferencia de potencial V_AB.

3.       Considere las cargas puntuales Q₁ y Q₂, ambas con valor igual a 5 µC, pero con signos contrarios.

a.       ¿Cuál es el potencial V₁ que Q₁ establece en P?

b.      ¿Cuál es el potencial V₂ que Q₂ establece en P?

c.       Entonces, ¿Cuál es el valor del potencial V en el punto P?

4.       La figura de este ejercicio representa una esfera metálica electrizada, en equilibrio electrostático. Considerando los P y P’, responda:

a.       ¿Cuál es el valor de la intensidad del campo eléctrico en P?

b.      ¿el potencial en P es nulo o diferente de cero?

c.       ¿y la diferencia de potencial P y P’ es nula o diferente de cero?

5.       Suponga que el valor de la carga en la esfera del ejercicio anterior es Q = 1,5 µC y el radio es r = 30 cm. Considerando la esfera en el aire:

a.       Calcule el potencial del punto C situado en la superficie de la esfera.

b.      Entonces, ¿Cuál es el potencial del puto P? ¿y el del punto P’?

6.       En la figura S₁ y S₂ representan dos superficies equipotenciales en una región donde existe un campo eléctrico uniforme. Sabemos que el potencial de S₁ es V₁ = 500 V, y el de S₂ = 300 V (ambos respecto de un mismo nivel).

a.       Al soltar una carga de prueba positiva en un punto situado entre S₁ y S₂ ¿Cuál es el sentido de movimiento de esta carga?

b.      Entonces trace en la figura algunas línea s de fuerza del campo eléctrico existente en la región (indicar sentido).

c.       ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y B? ¿Y entre A y C?

7.       Considere un bloque metálico electrizado positivamente y en equilibrio electrostático. Los puntos A y B están situados en la superficie de este bloque, y C en un punto interior. Sabiendo que el potencial de A, respecto de cierto nivel, vale V_A  = 800 V, responda:

a.       ¿Cuál es el potencial del punto B en relación con el mismo nivel?

b.      ¿Cuál es el potencial del punto C en relación con el mismo nivel?

c.       Si la carga de prueba fuese transportada de A hacia B ¿Cuál será el trabajo W_AB realizado por el campo eléctrico sobre ella?

8.       Suponga dos esferas metálicas (1) y (2) de radios r₁ = 20 cm y r₂ = 30 cm, electrizadas ambas con positivamente con cargas Q₁ = 1,8 µC y Q₂ = 1,2 µC situadas en el aire: 

a.       Calcule los potenciales de cada esfera.

b.      El conectar las dos esferas mediante un conductor, ¿en qué sentido se producirá el flujo de electrones de una esfera a otra?

9.       Considere el ejercicio anterior. Después de establecidas la conexión entre ellas:

a.       ¿el valor de la carga en la esfera (1) aumenta o disminuye? ¿y el valor de la carga en la esfera (2)?

b.      ¿el valor del potencial en la esfera (1) aumenta o disminuye? ¿y el valor del potencial en la esfera (2)?

10.   Considerando de nuevo las esferas, al ser alcanzada la situación final del equilibrio, es decir, después de cesar el flujo de electrones:

a.       ¿el valor del potencial de la esfera (1) será mayor, menor o igual al valor del potencial de la esfera (2)?

b.      Siendo Q’₁ y Q’₂ las cargas finales de cada esfera, ¿Cuál será el valor de Q’₁ + Q’₂?



_{REFERENCIA: "FÍSICA GENERAL CON EXPERIMENTOS SENCILLOS"}