Hola buenas tengo dudas con un ejercicio, me dan los valores dd las cargas q1=3*10^-3 y q2=12*10^-6 ambas cargas estan separadas 20 cm y estan situadas en los puntos A y B respectivamente. Me pide:
A) razone como varía el campo electrico entre A y B y representar graficamente la variacion en funcion al punto A.
B) Calcular el punto donde el campo electrico sea nulo.
En el apartado B me da 0'13m a la izquierda de la carga q2 pero cuando lo hicimos en clase dio un numero diferente.
Es un problema de física algo confuso debido a la notación científica.
Su error fue dividir las cargas entre 3 para simplificar el ejercicio, ya que no se dio cuenta de que el elevado (-3) y (-6) no era el mismo.
Aquí le dejo una foto del apartado B resuelto.
Espero que le sea de ayuda.
Cabe destacar que comprobé los resultados de la igualdad y son prácticamente iguales, debido a no poner todos los decimales.
Observa el gráfico, y verás que ubicamos el origen de coordenadas en el punto A, y que la abscisa del punto B es 0,2 m.
Luego, considera el punto genérico P, cuya abscisa hemos indicado con x, y observa que en él tienes dos campos electrostáticos, cuyas direcciones están sobre el eje OX, y cuyos módulos y sentidos indicamos:
E1 = k*q1/x2, hacia la derecha (observa que la carga q1 es positiva),
E2 = k*q2/(0,2-x)2, hacia la izquierda (observa que la carga q1 es positiva).
Luego, planteas la expresión del campo resultante para puntos situados en el eje OX (presta atención a los sentidos de los campos, y queda:
E(x) = E1 - E2, sustituyes expresiones, y queda:
E(x) = k*q1/x2 - k*q2/(0,2-x)2;
luego, reemplazas valores, y queda:
E(x) = 9*109*3*10-3/x2 - 9*109*12*10-6/(0,2-x)2,
resuelves coeficientes, y queda:
E(x) = 27*106/x2 - 108*103/(0,2-x)2 (respuesta al primer inciso).
Luego, planteas la condición de campo resultante nulo, y queda:
E(x) = 0, sustituyes la expresión remarcada en el primer miembro, y queda:
27*106/x2 - 108*103/(0,2-x)2 = 0,
divides por 27*103 en todos los términos, y queda:
103/x2 - 4/(0,2-x)2 = 0,
sumas 4/(0,2-x)2 en ambos miembros, y queda:
103/x2 = 4/(0,2-x)2,
multiplicas por x2 y por (0,2-x)2 en ambos miembros, y queda:
103*(0,2-x)2 = 4*x2,
resuelves el coeficiente y desarrollas el binomio elevado al cuadrado en el primer miembro, y queda:
1000*(0,04 - 0,4*x + x2) = 4*x2,
distribuyes el primer miembro, restas 4*x2 en ambos miembros, y queda:
40 - 400*x + 996*x2 = 0,
divides por 4 en todos los términos, ordenas términos, y queda:
249*x2 - 100*x + 10 = 0,
que es una ecuación polinómica cuadrática cuyas soluciones son:
1°)
x = ( 100 + √(40) )/(2*249) ≅ 0,214 m,
que no tiene sentido para este problema, porque corresponde a un punto ubicado a la derecha del punto B, en el cuál los dos campos tienen sentido hacia la derecha;
2°)
x = ( 100 - √(40) )/(2*249) ≅ 0,188 m,
que sí tiene sentido para este problema, porque corresponde a un punto ubicado entre el punto A y el punto B, en el cuál los dos campos tienen sentidos contrarios.
Luego, puedes concluir que el punto P está ubicado aproximadamente a 0,188 m a la derecha del punto A,
lo que corresponde a 0,012 m a la izquierda del punto B.
Espero haberte ayudado.
Disculpa fue un error al escribir, la carga 1 tambien esta elevada a - 6