POTENCIAL ELECTRICO

1. El movimiento de una partícula liberada en un campo eléctrico es diferente de la caída

libre de un cuerpo en un campo gravitacional.

Suponga que las dos partículas de la figura se liberan desde el reposo. Sea m2 > m1.

a) ¿cómo se comparan sus energías cinéticas después de que las dos partículas han

experimentado el mismo desplazamiento?

b) ¿cómo se comparan sus momentum?

c) ¿cómo se comparan sus energías cinéticas y momentum en un determinado instante

después de ser liberadas?

d) ¿cómo necesita usted ajustar el valor de las cargas de las partículas para que las dos tengan

la misma aceleración luego de liberarlas?

2. El trabajo realizado para mover una masa entre dos

puntos en un campo gravitacional es independiente

de la trayectoria. Suponga que la pelota de la figura

se reemplaza por una carga eléctrica y el campo

gravitacional por un campo electrostático. ¿será el

trabajo electrostático independiente de la

trayectoria?

3. Las siguientes preguntas hacen referencia al gráfico mostrado.

a) Suponga que la partícula de la figura se mueve a lo largo del eje x desde el punto A en

x=xA hasta el punto B en x = xB. ¿cuánto trabajo es realizado por el campo eléctrico?

b) Suponga ahora que un agente externo

mueve la partícula de regreso desde B

hasta A, iniciando y terminando en reposo

como se muestra en la figura de abajo.

¿Cuánto trabajo realiza el campo eléctrico

sobre la partícula a medida que ella se

mueve?

c) ¿Cuánto trabajo realiza el agente externo sobre la partícula mientras se mueve?

d) ¿Cuál es el trabajo combinado hecho por el campo eléctrico y por el agente externo sobre

la partícula a medida que se mueve?

e) ¿qué relación existe entre el trabajo realizado por el campo y el trabajo realizado por el

agente externo?, ¿son iguales?, si no son iguales ¿en qué son diferentes?

f) Dibuje un diagrama de energía para ilustrar los cambios de energía de la partícula a

medida que el agente externo la mueve desde B hasta A.

4. Suponga que el trabajo electrostático hecho sobre una partícula cargada a medida que se

mueve a lo largo de la trayectoria gris desde el punto A hasta C es W. ¿Cuál es el trabajo

electrostático hecho sobre la partícula.

a) A lo largo de la trayectoria desde C hasta B hasta A

b) A lo largo de la trayectoria cerrada desde A hasta C hasta B y de regreso hasta A.

5. Para la figura anterior.

a) Indique si la diferencia de potencial a lo largo de cualquier trayectoria desde A hasta C

es positiva, negativa o cero.

b) Indique si la diferencia de potencial a lo largo de cualquier trayectoria desde C hasta B

es positiva, negativa o cero.

c) Indique si la diferencia de potencial a lo largo de cualquier trayectoria desde B hasta A

es positiva, negativa o cero.

d) Indique si la diferencia de potencial entre la posición inicial y la posición final de la

partícula es positiva, negativa o cero.

e) Exprese ésta diferencia de potencial en términos del cambio en la energía cinética de la

partícula K y de su carga q.

6. Cuando usted sostiene un objeto cargado positivamente sobre una esfera metálica y sin

hacer contacto, un exceso de carga negativa se acumula sobre la parte superior de la

esfera, dejando un exceso de carga positiva en su parte inferior. ¿Es la diferencia de

potencial entre la parte superior e inferior de la esfera positiva, negativa o cero?

7. Una partícula cargada positivamente es movida desde el punto A hasta el punto B en el

campo eléctrico de un objeto muy grande, estacionario y cargado positivamente.

a) Indique si el trabajo electrostático es positivo, negativo o

cero.

b) Compare el trabajo electrostático hecho sobre la partícula a

lo largo de la trayectoria rectilínea desde A hasta B, con el

trabajo electrostático sobre la partícula desde A hasta B pero

pasando por C.

8. La figura muestra las líneas de campo eléctrico y líneas equipotenciales para una

determinada distribución de cargas.

a) Indique si el potencial en el punto A es

mayor, menor o igual al potencial en el

punto B.

b) Indique si el potencial en el punto C es

mayor, menor o igual al potencial en el

punto B.

c) Indique si el potencial en el punto C es

mayor, menor o igual al potencial en el

punto A.

9. Se conoce que la diferencia de

potencial entre las esferas

mostradas en la figura es de 12 V.

Indique sobre el gráfico la

superficie equipotencial de

potencial 0 V.

10. La figura muestra dos partículas de igual magnitud

y signo contrario. Considerando ( ) 0V indique

si es positivo, negativo o cero el trabajo que se

necesita realizar para traer una carga positiva.

a) Desde el infinito hasta el punto a.

b) Desde el infinito hasta el punto b.

c) Desde el infinito hasta el punto c.

11. Ocho partículas se fijan en las esquinas de un paralelepípedo de lado d.

a) Considerando el potencial eléctrico igual a cero en el infinito. Determine el potencial

eléctrico en el centro del paralelepípedo.

b) Determine la energía potencial eléctrica asociada a la configuración de las ocho

partículas.

c) Determine el valor del trabajo externo requerido para colocar las partículas en la

configuración de la figura.

12. Ud tiene una esfera cargada eléctricamente +Q, y

desea calcular el trabajo necesario para llevar una

partícula cargada +q desde un punto A en la

superficie hasta otro punto B, siguiendo la trayectoria

indicada.

a) ¿es el trabajo realizado sobre la partícula positivo,

negativo o cero?

b) ¿es la diferencia de potencial entre los puntos A y B

positivo, negativo o cero?