trabajo colaborativo 1_50 (1)

8/18/2019 Trabajo Colaborativo 1_50 (1)

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Unidad 1

Campo Electrostático, Potencial Eléctrico y Campo Eléctrico en la Materia

Por:

Grupo: 50

Jhon le!ander Cuer"o# C$di%o: 10&'5(')&*

+ernardo alas# C$di%o:

Ed-in .ar%as# C$di%o: 1115(1)''/

scar lerto errano 2ernánde3# C$di%o: '')1&4(

Presentado a:

Marco Jose +arrera

Electroma%netismo '01*'*6'//7

Uni"ersidad 8acional ierta y a 9istancia U89

'014


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'

;ntroducci$n

En el presente traaluase cada inte%rante del %rupo colaorati"o toma los e=sicas Due all= inter"ienen#


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)

ase 1

Euer3a eléctrica Due actBa sore las car%as D1 K 5 ! 10H4 C y D' K ),5 ! 10H4

C, las cuales se encuentran en reposo y en el "ac=o a una distancia de 5 cm# 9iuiDuen su respuesta#

9atos:

q1=+5 x 10−6

C q2=+3,5 x 10−6

C


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*

ormulas

K =9 x 109 N m

2

C 2 F = K ( q1 q2r2 )

Feempla3amos:

F =9 x109 N m

2

C 2 ((+5 x10

−6C )(+3,5 x10−6C )

(0.05m )2 )

F =63 8

La Due las dos car%as son positi"as por naturale3a se "an a repeler#

Euer3a de 4,* ! 10H1* 8# Fecuerden Due la car%a del electr$n es eH

H1,4 ! 10H1( C# 9iu


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5

Ei


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4

CT =12mF =12000 x 10−3

Eera metálica de paredes del%adas tiene '5 cm# de radio y lle"a una car%a de 3 x 10-7

C#

Encuentre E para un punto dentro de la es>era y para un punto >uera de la es>era#

Para el desarrollo del eera se tiene el caso rera#

q∫¿

ε 0 E∗4 π r2=¿

2allamos∫¿

q¿

∫¿=

Q

4

3π R

3

∗4

3π r3

q¿

∫¿=

3 x 10−7

4

3π (0.25)3

∗4

3π r

3

q¿

∫¿=1.92 x 10−5r 3

q¿


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&

Feempla3amos∫¿

q¿ en la ecuaci$n inicial y se tiene en cuenta Due la Permiti"idad eléctrica

del "ac=o ε0 es una constante Due aparece en la ley de Coulom y de Gauss cuyo "alor es

8.8542 ·10−12

C 2/ Nm2

E= 1.92 x10

−5r3

4π r2(8.854 x10−12)

E=172564∗r N /C

Para un punto >uera de la es>era se tiene el caso r> R además la car%a D es la de la es>era

E∗4 π r2=Q

ε0

E= 3 x10

−7

4π r2(8.854 x10−12)

E=2696

r2

N /C

E


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/

C =C 1+C

2

C =2 x 10−6 F +4 F

C =4.000002 F ≈4 F

Feempla3amos datos en la ecuaci$n inicial

U =(4 F ) (300v )2

2

U =1.8 x 105

Elu


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(

ase '

Eicado por Ed-in .ar%as

El tema al Due hace re>erencia el e


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10

9eterminen la >uer3a eléctrica Due actBa sore las car%as D1 K 10 ! 10H4 C y D' K & ! 10H4 C,

las cuales se encuentran en reposo y en el "ac=o a una distancia de 10 cm# 9iuiDuen su respuesta#

9atos:

q1=+15 x 10−6

C q2=+7 x10−6

C


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11

ormulas

K =9 x 109 N m

2

C 2 F = K ( q1 q2r2 )

Feempla3amos:

F =9 x109 N m

2

C 2 ((+15 x10

−6C )(+7 x10−6C )

(0.1m )2 )

F =252 N

Por ser dos car%as positi"as estás se "an a repeler#

Eicado por scar errano

El tema al Due hace re>erencia el euer3a de *000 8# Fecuerden Due la car%a del electr$n es e K 1#' !

10H/ C# 9iu


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1'

Eicado por scar errano



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1*

E= (5 x 10−7)r

(4 π )(8.85∗−12)(0.1m)3

E=4493871.219∗r q N /C

Para un punto >uera de la es>era se tiene el caso r> R además la car%a D es la de la es>era#

E∗4 π r2=Q

ε0

E= Q

4π ε 0r2

E= (5 x 10−7C )

(4 π )(8.85∗−12)(0.1m)3(r2)

E=4493.87

r2

N /C

Eicado por +ernardo alas

El tema al Due hace re>erencia el eerencia del

potencial de 100 "oltios# Calcule la ener%=a total almacenada en el sistema#

Para calcular la ener%=a almacenada en un condensador se tiene la si%uiente >ormula

U =C ∆ V

2

2

9onde C es la capacidad de car%a del capacitor y ∆ V es la di>erencia del potencial#

Como los condensadores están en paralelo tenemos


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15

C =C 1+C

2

C =13 F

Feempla3amos datos en la ecuaci$n inicial

U =(13 F ) (100v )2

2

U =16.5 x104

Eicado por Jhon le!ander Cuer"o

El tema al Due hace re>erencia el eicie %aussiana cuica de

#5m de rista# Cuál es el >luicieI

Por la ley de %auss tenemos:

ϕ E=∮ Eds

q= E0∮ Eds

q= E0ϕ E

ϕ E= q

E0

Fempla3ando tenemos

ϕ E= 1,0 x10

−6

8,85 x10−12=1,13 x 10

5

Eicado por Jhon le!ander Cuer"o



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14

Cuál es el potencial eléctrico a '/cm de una car%a puntual de 4#'5 CI

V"= KQ

d =(9 x 10−9 )6,25

28 x10−2 =200.8928571 x10

−9

V


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1&

Conclusiones

S Con este traaicar al%unas >alencias o "ac=os Due como estudiantes

podr=amos tener al momento a>rontar al%unos de los temas de la unidad 1, lo más si%ni>icati"o de

este proceso no es solo identi>icar esa >alencias? sino e"idenciar el compromiso por parte de

todos los participantes para dar prontas y correctas soluciones, a las oser"aciones Due nos

reali3aa el tutor#

S Gracias al desarrollo de este traale


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1/

Fe>erencias

rrayás Manuel '00/7# Electromagnetismo, circuitos y semiconductores# Fecuperado de:

http:TTilioteca"irtual#unad#edu#co:'04/TliTunadspTdetail#actionIdoc;910''&((1

unad#edu#co# Guía Integrada de Actividades# Fecuperado el ) mar3o '014 de:

http:TTcampus0)#unad#edu#coTecti0*Tplu%in>ile#phpT1'0&/Tmod6resourceTcontentT1T%uia

'0inte%rada'0de'0acti"idades#pd>

LouRue#com# Clase 29: La ley de Gauss, Teoría# Fecuperado el ) mar3o '014 de:

https:TT---#youtue#comT-atchI"sVsL5EuVH

LouRue#com# Clase 30: Cinco ro!lemas sencillos so!re el "lu#o el$ctrico y ley de Gauss#

Fecuperado el ) mar3o '014 de: https:TT---#youtue#comT-atchI"EeeuWaH5+

LouRue#com# Clase 3%: &lu#o a trav$s de un cu!o y c'lculo del camo el$ctrico en una es"era(

Fecuperado el ) mar3o '014 de: https:TT---#youtue#comT-atchI")uXlo-VsU

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