b) Dos partículas idénticas con carga q=−2⋅10−6 C están fijas en los puntos A(1,0) m y B(1,2) m. Determine en el punto C(2,1) m: i) el vector campo eléctrico y ii) el potencial eléctrico.
Dato: K=9⋅109 N⋅m2⋅C−2
vector campo eléctricopotencial eléctrico
b) i) Determinación del vector campo eléctrico en el punto C(2,1) m:
Las dos partículas idénticas tienen carga q=−2⋅10−6 C. Para calcular el vector campo eléctrico total en el punto C, debemos calcular el campo eléctrico generado por cada carga por separado y luego sumarlos vectorialmente. La fórmula para el campo eléctrico generado por una carga puntual es:
E=Kr3qr
donde K es la constante de Coulomb, q es la carga, r es el vector posición desde la carga al punto donde se calcula el campo, y r es la magnitud de r.Calculamos los vectores posición de cada carga al punto C y sus magnitudes:
rAC=C−A=(2−1)i^+(1−0)j^=(1i^+1j^) m
rAC=∣rAC∣=12+12=2 m
rBC=C−B=(2−1)i^+(1−2)j^=(1i^−1j^) m
rBC=∣rBC∣=12+(−1)2=2 m
Ahora calculamos el campo eléctrico generado por cada carga en el punto C:
b) ii) Determinación del potencial eléctrico en el punto C(2,1) m:
El potencial eléctrico debido a una carga puntual se calcula mediante la fórmula:
V=Krq
donde r es la distancia de la carga al punto. Las distancias rAC y rBC ya fueron calculadas y ambas son 2 m. Calculamos el potencial eléctrico generado por cada carga en el punto C:
VA=KrACq
VA=(9⋅109 N⋅m2⋅C−2)2 m−2⋅10−6 C
VA=2−18⋅103 V=−90002 V
VB=KrBCq
VB=(9⋅109 N⋅m2⋅C−2)2 m−2⋅10−6 C
VB=2−18⋅103 V=−90002 V
El potencial eléctrico total en el punto C es la suma escalar de VA y VB: