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25.2 Cálculo de la energía potencial 499 + + + . + qE i , ¿ i - - - - - - - .i Figura 25.4 Una carga positiva incrementa su energía potencial cuando se desplaza del punto A al punto B; en cambio, una carga negativa pierde energía potencial cuando se desplaza de A a B. trabajo que contribuye a la energía potencial es el trabajo realizado contra la fuerza del campo eléctrico
500 Capítulo 25 Potencial eléctrico En la figura 25.5 y en el análisis que sigue, usaremos el término infinito para referirnos a puntos que están más allá del punto de interacción eléctrica y muy alejados del mismo. También supondremos que las únicas cargas presentes son aquellas expresamente indicadas en nuestros ejemplos. La fuerza eléctrica promedio que experimenta una carga +q cuando se desplaza del punto A al punto B es kQq F = — (25.2) rArB Por tanto, el trabajo realizado en contra del campo eléctrico al moverse por la distancia rA - rB es igual a kQq T r a b a jo ^ = — (rA - rB) 'A'B = kQq{-~ (25.3) \'B ’aJ Observe que el trabajo es una función de las distancias rA y r . La trayectoria seguida no tiene importancia. El mismo trabajo se realizaría contra el campo al mover una carga desde cualquier punto sobre el círculo punteado que pasa a través de A, a cualquier punto sobre el círculo que pasa a través de B. Supongamos ahora que se calcula el trabajo realizado contra las fuerzas eléctricas al mover una carga positiva desde el infinito hasta un punto a una distancia r de la carga Q. Partiendo de la ecuación (25.3), el trabajo está dado por , 1 1 T rabajo^,. = kQq | r cc kQq r (25.4) En vista de que ya hemos demostrado que el trabajo realizado contra el campo eléctrico equivale al incremento de la energía potencial, la ecuación (25.4) representa la energía potencial en r con respecto al infinito. A menudo se considera que la energía potencial en el infinito es cero, por lo que la energía potencial de un sistema compuesto por una carga q y otra carga Q separadas por una distancia r es kQq EP = (25.5) La energía potencial del sistema es igual al trabajo realizado contra las fuerzas eléctricas para llevar la carga + q desde el infinito hasta ese punto. Una carga de + 2 nC está separada 20 cm de otra carga de + 4 /xC. (a) ¿Cuál es la energía potencial del sistema? (b) ¿Cuál es el cambio en la energía potencial si la carga de 2 nC se mueve a una distancia de 8 cm de la carga de + 4 ¿uC? Plan: La energía potencial de un sistema que contiene dos cargas ql y q2 es el trabajo requerido para colocarlas a una distancia r entre sí. La ecuación (25.5) se puede usar para calcular la energía potencial para r = 20 cm y luego para r = 8 cm. La diferencia será el cambio en la energía potencial. Solución (a): La energía potencial a una distancia r = 20 cm = 0.20 m es EP kQq (9 X 109 N • m2/C 2)(4 X 10~6 C)(2 X 10“9 C) = 3.60 X 10“4 J (0.20 m)
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Máquinas simples Las máquinas sim
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28.1 Circuitos simples; resistores
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28.2 Resistores en paralelo 551 Las
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Los instrumentos para obtener imág
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29.4 Densidad de flujo y permeabili
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Resumen Hemos visto que ios campos
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Fuerza y momentos de torsión en un
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Resumen El momento magnético de la
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tir ese aparato en un instrumento c
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Inducción electromagnética Las im
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31.1 Ley de Faraday 603 Figura 3 1
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Resumen La inducción electromagné
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31.4. El flujo magnético que enlaz
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(a) Figura 31.1 8 Aplicación de la
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Objetivos Cuando term ine de estudi
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32.4 Relación de fase en circuitos
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- 3 Conceptos clave ángulo de fase
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32.19. Un condensador tiene un rég
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Resumen La investigación sobre la
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Reflexión y espejos La luz láser
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Preguntas de repaso Comente esta af
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36.3 Formación de imágenes median
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36.7. Un objeto se desplaza desde l
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Preguntas para la reflexión críti
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tensidad I del haz transmitido por
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Espejo móvil X *37.31. Las luces p
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• i i m í 't V.J h /! Resumen y
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38.7. ¿Qué masa se requiere para
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Problemas Tome como referencia la t
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