PROBLEMAS RESUELTOS
DE FISICA
ejercicios resueltos de potencial electrico

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Ejercicios de Física General

Una esfera maciza de radio 15 cm tiene una carga de 1,5 picoculombios. Calcular:
    a) el campo en un punto que dista 10 cm del centro.
    b) un potencial en ese mismo punto.
    c) potencial en la superficie.
    d) la energía acumulada.

Respuesta al ejercicio 44

La dirección del campo es perpendicular a la superficie en el punto considerado. Sí la esfera está en equilibrio electrostático, todas las cargas están en la superficie pues si no, quería arrastradas por el campo, perpendicularmente a las superficies equipotenciales, hasta alcanzar la superficie geométrica; de ahí que el campo dentro de la esfera es nulo pues no hay cargas que no puedan crear. El potencial dentro de la esfera debe ser el mismo que la superficie pues de no ser así, tendría:
    \(dV = E·dr \)
Pero no ocurre así, puesto que se demuestra que el campo es nulo dentro de la esfera y a una distancia infinitesimal de la superficie. Por tanto, el potencial en cualquier punto de la espera vale:
    \( \displaystyle V = \frac{1}{4\pi \varepsilon_o}·\frac{q}{r} = 9·10^9\frac{1,5·10^{-6}}{0,15} = 9·10^4\;Voltios \)
Y la energía acumulada será:
    \( \displaystyle V = \frac{W}{q} \Rightarrow W = V·q = 9·10^4\times 1,5·10^{-6} = 13,5·10^{-2}\;Julios \)

EJERCICIOS RESUELTOS - FÍSICA GENERAL

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Página publicada por: José Antonio Hervás