Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Alejandro Martín
    el 9/12/18

    Hola me pueden ayudar con estos dos problemas por favor



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    Raúl RC
    el 9/12/18

    Ejercicio 2:

    Te recuerdo que debes aportar algo mas que los enunciados (un dibujo, ecuaciones planteadas, etc) así podremos ayudarte mas fácilmente ya que la idea es que con tu esfuerzo vayas sacando el problema poco a poco


    El 2º ejercicio 

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    V. Rod.
    el 9/12/18

    HOLA...me pueden ayudar con este problema por favor:

    Dos móviles recorren una trayectoria rectilínea MN de 600 m de distancia de ida y vuelta. Si parten del reposo simultáneamente y con rapideces de 24 y 36 m/s. ¿Qué tiempo transcurrirá para que estén separados 30?

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    Jerónimo
    el 9/12/18

    Si recorren 600m  en total , serán 300 m de ida y 300 m de vuelta.

    Las ec del MU serán    x1=36t      y   x2=24t   , la condición del problema x1-x2=30 m

    36t-24t=30         t=2,5 s  

    Ahora calculamos el momento y la posición de los móviles cuando el más rápido  llegue a los  300 m y cambie su sentido.

    300=36t    t=8,3 s

    Xo1=300m                            X1=300-36t

    Xo2=24x8,33=200m            X2=200+24t

    Volvemos a aplicar las ec e imponemos la condición de X1-X2=30 m

    300-36t-(200+24t)=30         t=1s        t desde el principio 3,5s    


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 10/12/18

    Establece un sistema de referencia con un eje de posiciones OX con origen de coordenadas en el punto M, con sentido positivo hacia el punto N, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al momento en que parten los móviles.

    Luego, observa que los instantes en que los móviles (A y B) llegan al punto N son:

    tAN = 600/24 = 25 s, por lo que el tiempo total en recorrer la ida y la vuelta es: 50 s,

    tBN = 600/36 = 50/3 s ≅ 16,667 s, por lo que el tiempo total en recorrer la ida y la vuelta es: 100/3 ≅ 33,333 s.

    por lo que tienes que el móvil B llega al punto N antes que el móvil A.

    Luego, planteas la expresión de la posición del móvil A, y queda:

    xA =

    24*t                          con 0 ≤ t ≤ 25 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    600 - 24*(t - 25)      con 25 < t ≤ 50 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 25 s).

    Luego, planteas la expresión de la posición del móvil A, y queda:

    xB =

    36*t                              con 0 ≤ t ≤ 50/3 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    600 - 36*(t - 50/3)      con 50/3 < t ≤ 100/3 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 50/3 s),

    0                                   con 100/3 < t < 50 (observa que este móvil está en reposo en el punto M en este intervalo).

    Luego, distribuyes y reduces términos semejantes en las expresiones (te dejo los desarrollos), y queda:

    xA =

    24*t                          con 0 ≤ t ≤ 25 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    1200 - 24*t              con 25 < t ≤ 50 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 25 s);

    xB =

    36*t                              con 0 ≤ t ≤ 50/3 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    1200 - 36*t                 con 50/3 < t ≤ 100/3 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 50/3 s),

    0                                   con 100/3 < t < 50 (observa que este móvil está en reposo en el punto M en este intervalo).

    Luego, expresas las posiciones de los móviles con los mismos valores de corte: t1 = 50/3 s, t2 = 25 s, t3 = 100/3 s, y queda:

    xA =

    24*t                          con 0 ≤ t ≤ 50/3 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    24*t                          con 50/3 < t ≤ 25 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    1200 - 24*t              con 25 < t ≤ 100/3 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 25 s),

    1200 - 24*t              con 100/3 < t ≤ 50 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 25 s);

    xB =

    36*t                          con 0 ≤ t ≤ 50/3 (para la ida, con posición inicial: xi = 0),

    1200 - 36*t              con 50/3 < t ≤ 25 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 50/3 s),

    1200 - 36*t              con 25 < t ≤ 100/3 (para la vuelta, con posición inicial: xi = 600 m, e instante inicial: ti = 50/3 s),

    0                                con 100/3 < t < 50 (observa que este móvil está en reposo en el punto M en este intervalo).

    Luego, planteas la expresión de la posición relativa del móvil B (que es el más veloz) con respecto al móvil A, y queda:

    xr = xB - xA,

    luego, sustituyes expresiones, y queda:

    xr = 

    36*t - 24*t                                       con ≤ t ≤  50/3,

    1200 - 36*t - 24*t                          con 50/3 < t ≤ 25,

    1200 - 36*t - (1200 - 24*t)            con 25 < t ≤ 100/3,

    0 - (1200 - 24*t)                              con 100/3 < t 50;

    distribuyes y reduces términos semejantes en las expresiones (te dejo los desarrollos), y queda:

    xr = 

    12*t                                         con ≤ t ≤  50/3,

    1200 - 60*t                             con 50/3 < t ≤ 25,

    -12*t                                        con 25 < t ≤ 100/3,

    -1200 + 24*t                           con 100/3 < t < 50.

    Luego, tienes como condición a estudiar que la distancia entre los móviles sea de treinta metros, por lo que puedes plantear la ecuación:

    |xr| = 30;

    luego, estudias la condición para cada una de las cuatro ramas de la función posición relativa del móvil B con respecto al móvil A, y tienes cuatro casos a considerar:

    a)

    |12*t| = 30, extraes el factor numérico del valor absoluto, y queda:

    12*|t| = 30, divides por 12 en ambos miembros, y queda:

    |t| = 5/2, despliegas la ecuación, y queda:

    1°)

    ta = -5/2 s, que no pertenece al intervalo de validez de la primera rama de la expresión de la función,

    2°)

    ta = 5/2 s = 2,5 s, que pertenece al intervalo de validez de la primera rama de la expresión de la función;

    b)

    |1200 - 60*t| = 30, extraes factor común en el argumento del valor absoluto, y queda:

    |60*(20 - t)| = 30, extraes el factor numérico del valor absoluto, y queda:

    60*|20 - t| = 30, divides por 60 en ambos miembros, y queda:

    |20 - t| = 1/2, despliegas la ecuación, y queda:

    1°)

    20 - t = -1/2, de aquí despejas:

    tb1 = 41/2 s = 20,5 s, que pertenece al intervalo de validez de la segunda rama de la expresión de la función;

    2°)

    20 - t = 1/2, de aquí despejas:

    tb2 = 39/2 s = 19,5 s, que pertenece al intervalo de validez de la segunda rama de la expresión de la función;

    c)

    |-12*t| = 30, extraes el factor numérico del valor absoluto, y queda:

    12*|t| = 30, divides por 12 en ambos miembros, y queda:

    |t| = 5/2, despliegas la ecuación, y queda:

    1°)

    tc = -5/2 s = -2,5 s, que no pertenece al intervalo de validez de la tercera rama de la expresión de la función,

    2°)

    tc = 5/2 s = 2,5 s, que no pertenece al intervalo de validez de la primera rama de la expresión de la función;

    d)

    |-1200 + 24*t| = 30, extraes factor común en el argumento del valor absoluto, y queda:

    |24*(-50 + t)| = 30, extraes el factor numérico del valor absoluto, y queda:

    24*|-50 + t| = 30, divides por 24 en ambos miembros, y queda:

    |-50 + t| = 5/4, despliegas la ecuación, y queda:

    1°)

    -50 + t = -5/4, de aquí despejas:

    td = 195/4 s = 48,75 s, que sí pertenece al intervalo de validez de la cuarta rama de la expresión de la función;

    2°)

    -50 + t = 5/4, de aquí despejas:

    td = -205/4 s = -51,25 s, que no pertenece al intervalo de validez de la cuarta rama de la expresión de la función.

    Luego, tienes cuatro instantes de encuentro:

    a)

    ta = 5/2 s

    evalúas las posiciones de los móviles (recuerda que este valor corresponde a las primeras ramas), y queda:

    xA = 24*(5/2) = 60 m,

    xB = 36*(5/2) = 90 m,

    por lo que tienes que la distancia entre los móviles es 30 m, con ambos móviles desplazándose desde el punto M hacia el punto N;

    b1)

    tb1 = 41/2 s,

    evalúas las posiciones de los móviles (recuerda que este valor corresponde a las primeras ramas), y queda:

    xA = 24*(41/2) = 492 m,

    xB = 1200 - 36*(41/2) = 462 m,

    por lo que tienes que la distancia entre los móviles es 30 m, con el móvil A desplazándose desde el punto M hacia el punto N y con el móvil B haciéndolo en sentido contrario;

    b2)

    tb2 = 39/2 s,

    evalúas las posiciones de los móviles (recuerda que este valor corresponde a las primeras ramas), y queda:

    xA = 24*(39/2) = 468 m,

    xB = 1200 - 36*(39/2) = 498 m,

    por lo que tienes que la distancia entre los móviles es 30 m, con el móvil A desplazándose desde el punto M hacia el punto N y con el móvil B haciéndolo en sentido contrario;

    d)

    td = 195/4 s,

    evalúas las posiciones de los móviles (recuerda que este valor corresponde a las primeras ramas), y queda:

    xA = 1200 - 24*195/4) = 30 m,

    xB = 0,

    por lo que tienes que la distancia entre los móviles es 30 m, con el móvil A desplazándose desde el punto N hacia el punto M y con el móvil B detenido en el punto M.

    Espero haberte ayudado.


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    V. Rod.
    el 1/1/19

    disculpen...me quede con la duda...el problema se referia a 600 m de distoncia total o 600 m de ida y 600 m de vuelta?


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    Almudena Sánchez Gallego
    el 8/12/18

    Hola, me podrían ayudar con estos dos problemas... Sé las fórmulas que hay que usar pero el resultado no me da... entonces no sé que es lo que hago mal.

    Gracias


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    César
    el 8/12/18

    Pon lo que has hecho, vale!!


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    Almudena Sánchez Gallego
    el 8/12/18

    Hola César, te dejo lo que he intentado en los ejercicios 15 y 16 que mandé antes. Gracias de antemano.

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    Almudena Sánchez Gallego
    el 8/12/18

    Aquí está el 16:

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/12/18

    15)

    Tienes los datos:

    T0 = 20 °C (temperatura inicial),

    T = a determinar (temperatura final),

    L1i = 3,0000 m (longitud inicial de la barra de acero),

    L2i = 2,9970 m (longitud inicial de la barra de latón),

    L = a determinar (longitud final de ambas barras),

    α1 = 13*10-6 1/°C (coeficiente de dilatación lineal del acero),

    α2 = 19*10-6 1/°C (coeficiente de dilatación lineal del latón).

    Luego, planteas la expresión de la longitud final de cada barra en función de los datos, y queda:

    L = L1i*( 1 + α1*(T - T0) ) (longitud final de la barra de acero),

    L = L2i*( 1 + α2*(T - T0) ) (longitud final de la barra de acero);

    luego, igualas expresiones (recuerda que la longitud final es la misma para ambas barras), y queda:

    L1i*( 1 + α1*(T - T0) ) = L2i*( 1 + α2*(T - T0) ),

    distribuyes los factores comunes: L1i y L2i en ambos miembros, y queda:

    L1i + L1i*α1*(T - T0) = L2i + L2i*α2*(T - T0),

    restas L1i y restas L2i*α2*(T - T0) en ambos miembros, y queda:

    L1i*α1*(T - T0) - L2i*α2*(T - T0) = L2i - L1i,

    extraes factor común en el primer miembro, y queda:

    (T - T0)*(L1i*α1 - L2i*α2) = L2i - L1i,

    divides en ambos miembros de la ecuación por (L1i*α1 - L2i*α2), luego sumas T0 en ambos miembros, y queda:

    T = T0 + (L2i - L1i) / (L1i*α1 - L2i*α2),

    que es la expresión de la temperatura en la cuál las dos barras tienen longitudes iguales.

    Luego, reemplazas datos, y queda:

    T = 20 + (2,9970 - 3,0000) / (3,0000*13*10-6 - 2,9970*19*10-6),

    resuelves agrupamientos en el segundo término, y queda:

    T = 20 + (-0,0030) / (-17,943*10-6),

    resuelves el segundo término, y queda:

    T 20 + 167,196 ≅ 187,196 °C.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/12/18

    16)

    Tienes los datos:

    T0 = 20 °C (temperatura inicial),

    Tf = 100 °C (temperatura final),

    V1i = 0,004 m3 (volumen inicial de la cacerola),

    V2i = 0,004 m3 (volumen inicial de la masa de agua),

    V1f = a determinar (volumen final de la cacerola),

    V2f = a determinar (volumen final de la masa de agua),

    α1 = 11*10-6 1/°C (coeficiente de dilatación lineal del acero),

    β2 = 0,201*10-3 1/°C (coeficiente de dilatación volumétrica del agua).

    Luego, planteas la expresión del volumen final de cada componente del sistema en función de los datos, y queda:

    V1f = V1i*( 1 + 3*α1*(Tf - T0) ) (volumen final de la cacerola),

    V2f = V2i*( 1 + β2*(Tf - T0) ) (volumen final de la masa de agua).

    Luego, reemplazas datos, y queda:

    V1f = 0,004*( 1 + 3*11*10-6*(100-20) ) = 0,004*(1 + 0,00264) = 0,004*1,00264 = 0,00401056 m3,

    V2f = 0,004*( 1 + 0,201*10-3*(100-20) ) = 0,004*(1 + 0,01608) = 0,004*1,001608 = 0,00406432 m3;

    luego, planteas la diferencia entre el volumen final de la masa de agua y el volumen final de la cacerola, y queda:

    ΔVf = V2f - V1f = 0,00406432 - 0,00401056 = 0,00005376 m3 = 53,76 cm3 = 53,76 ml.

    Espero haberte ayudado.

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    Almudena Sánchez Gallego
    el 7/12/18

    Hola buenas tardes! me podrían resolver este ejercicio? Gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/12/18

    a)

    Observa cuáles son las etapas, y observa que en cada una planteamos la expresión de la variación de energía de la masa en estudio:

    1°) 

    Elevación la temperatura del hielo hasta alcanzar su temperatura de fusión:

    ΔQ1 = M*Ch*( 0-(-10) ) = 0,040*2050*10 = 820 J.

    2°)

    Fusión (observa que la masa en estudio absorbe energía):

    ΔQ2 = M*Lf = 0,040*333500 = 13340 J.

    3°)

    Elevación de la temperatura de la masa líquida desde su temperatura de fusión hasta su temperatura de ebullición:

    ΔQ3 = M*Ca*(100-0) = 0,040*4180*100 = 16720 J.

    4°)

    Vaporización (observa que la masa en estudio absorbe energía):

    ΔQ4 = M*Lv = 0,040*2257000 = 90280 J.

    5°)

    Elevación de la temperatura de la masa gaseosa desde su temperatura de ebullición hasta su temperatura final:

    ΔQ5 = M*Cv*(110-100) = 0,040*2250*10 = 900 J.

    Luego, planteas que la expresión de la energía absorbida por la masa en estudio es igual a la suma de las variaciones de energía de las etapas, sumas valores, y queda:

    ΔQa = 820 + 13340 + 16720 + 90280 + 900 = 122060 J.

    b)

    Observa que tienes que ordenar las etapas en orden contrario, y como la masa en estudio cede energía en cada una de ellas, tienes que los valores de las variaciones son los opuestos a los que ya hemos calculado para el proceso anterior, por lo que tienes que la expresión de la energía cedida por la masa en estudio en todo el proceso queda expresada:

    ΔQa = -900 - 90280 - 16720 - 13340 - 820 = -122060 J.

    Espero haberte ayudado.

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    Almudena Sánchez Gallego
    el 7/12/18

    Frecuentemente los termómetros de resistencia se fabrican de platino. Suponer que la resistencia de un termómetro platino, medida a 20ºC, es de 107,9Ω. cuando el termómetro se encuentra sumergido en un líquido en ebullición se mide una resistencia de 139,3Ω. estimar la termperatura de este líquido en ebullición (en el caso del platino α=3.93*10^-3 K^-1) 


    sol: T=94ºc



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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/12/18

    Puedes plantear la expresión de la resistencia del platino en función de la temperatura de referencia, de la resistencia de referencia y de la variación de temperatura, y queda:

    α = ΔR / (R0*ΔT) (1).

    Luego, tienes los datos de tu enunciado:

    T0 = 20 °C = 20 + 273,16 = 293,16 °K (temperatura de referencia),

    R0 = 107,9 Ω (resistencia de referencia),

    α = 3,93*10-3 1/°K (coeficiente de temperatura del platino),

    T = a determinar (temperatura en la medición)

    RT = 139,3 Ω (resistencia medida.

    Luego, multiplicas por ΔT/α en ambos miembros de la ecuación señalada (1), y queda:

    ΔT = ΔR / (R0*α) (2).

    Luego, planteas la expresión de la variación de la resistencia, y queda:

    ΔR = RT - R0 = 139,3 - 107,9 = 31,4 Ω (3).

    Luego, reemplazas el valor señalada (3), el valor de la resistencia de referencia y del coeficiente de temperatura en la ecuaciópn señalada (2), y la variación de temperatura queda expresada:

    ΔT = 31,4 / (107,9*3,93*10-3),

    resuelves el segundo miembro, y queda:

    ΔT = 74,05 °K;

    luego, sustituyes la expresión de la variación de temperatura en el primer miembro, y queda:

    T - T0 = 74,05,

    sumas el valor de la temperatura de referencia en ambos miembros, y queda:

    T = 74,05 + T0

    reemplazas el valor de la temperatura de referencia en el segundo miembro, resuelves, y queda:

    T = 367,2 °K = 94,05 °C.

    Espero haberte ayudado.

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    natalia
    el 6/12/18

    hola queria sABER si me pueden ayudar

    como se pasa  joule a ergios




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    Raúl RC
    el 6/12/18

    • 1 ergio = 1 x 10-7 julios

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 6/12/18

    Recuerda las equivalencias entre las unidades fundamentales del Sistema Internacional: metro, kilogramo-masa y segundo, y las unidades fundamentales del Sistema CGS: centímetro, gramo y segundo:

    1 m = 102 cm,

    1 Kg = 103 g,

    1 s = 1 s;

    luego, tienes la expresión de la unidad internacional de trabajo y energía:

    1 J = 1 Kg*m2/s2 = 1 * (103 g)*(102 cm)2/(1s)2 = 1 * (103 g)*(104 cm2)/(1 s2) = 

    = (1*103*104/1) g*cm2/s2 = 1*107 erg,

    y tienes remarcado el factor de conversión de Joules a ergios.

    Luego, puedes plantear:

    1*107 erg = 1 J, divides en ambos miembros por 107, y queda:

    1 erg = (1/107) J, aplicas la propiedad de las potencias con exponentes negativos, y queda:

    1 erg = 1*10-7 J,

    y tienes remarcado el factor de conversión de ergios a Joules.

    Espero haberte ayudado.


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    natalia
    el 6/12/18

    como se realiza la reduccion de dyn a kg de kg a dyn de N a kg y de kg a N si me pueden ayudar no entiendo mucho

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    Raúl RC
    el 6/12/18

    Se realiza por factores de conversion

    En este link tienes distintas conversiones que espero te pudan ayudar ;)

    https://www.ecured.cu/Unidades_de_fuerza


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    Emmanuel Chelini
    el 6/12/18

    Me ayudarían con el ejercicio 2? Gracias.



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    Raúl RC
    el 6/12/18

    Hola Emmanuel. lamentablemente los ejercicios sobre momento de inercia fueron tratados por el profe en algunos vídeos como excepción ya que son propios de fisica de la universidad y de momento unicoos solo aborda aspectos preuniversitarios. Espero puedan servirte estos vídeos que grabó el profe. Un saludo


    Momento de inercia

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    anaespo
    el 6/12/18

    Como se hace este ejercicio


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    Raúl RC
    el 6/12/18

    a) doy por hecho que deberas realizar la derivada de la funcion e igualar a cero, los puntos obtenidos serán los que produzcan ese equilibrio

    b) Para ello te recomiendo hacer una tabla de valores, y si la gráfica te la piden mas especifica aquí tienes un vídeo que el profe grabó hace mucho tiempo sobre la representación de una función polinómica

    https://www.youtube.com/watch?v=7lvZ1IRqLTU



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    umayuma
    el 6/12/18

    Hola unicoos,¿alguien podría enseñarme a hacer este ejercicio por favor?

    Muchas gracias


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 6/12/18

    a)

    Observa que las superficies equipotenciales son planos perpendiculares al campo eléctrico y, por lo tanto, también son perpendiculares al eje coordenado OZ.

    Luego, tienes que los puntos A y B pertenecen a una misma superficie equipotencial, por lo que tienes:

    VA = VB, aquí restas VB en ambos miembros, y queda: VA - VB = 0.

    Luego, recuerda que el sentido del campo eléctrico es el sentido de decrecimiento del potencial, por lo que tienes:

    VB - Vc = E*dBC = 500*0,20 = 100 V (observa que el segmento BC es paralelo al campo eléctrico);

    y como los puntos A y B pertenecen a una misma superficie equipotencial, puedes plantear:

    VA - Vc = VB - Vc = 100 V.

    b)

    Observa que sobre la partícula deben actuar dos fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos, para que esté en equilibrio en el punto  C:

    Peso: P = M*g = 0,002*9,8 = 0,0196 N, hacia abajo,

    Fuerza electrostática: Fe = |q|*E = |q|*500 (en Newtons), hacia arriba,

    y como el sentido de la fuerza electrostática es opuesto al sentido del campo electrostático, puedes concluir que la carga de la partícula tiene signo negativo;

    luego, aplicas la Primera Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    Fe - P = 0, sumas P en ambos miembros, y queda:

    Fe = P, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:

    |q|*500 = 0,0196, divides por 500 en ambos miembros, y queda:

    |q| = 0,0000392 C, que es el valor absoluto de la carga de la partícula,

    y como tienes que esta carga es negativa, puedes concluir que su valor es:

    q = -0,0000392 C = -39,2*10-6 C = -39,2 μC;

    luego, observa que la partícula se encontrará en equilibrio si se ubica en cualquier punto de la superficie equipotencial a la que pertenece el punto C.

    Espero haberte ayudado.

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    umayuma
    el 6/12/18

    Entonces,¿la partícula es de signo negativo porque una carga negativa que se mueve en sentido contrario al campo eléctrico lo hace hacia potenciales crecientes porque el sentido del decrecimiento de potencial es el del sentido del campo eléctrico?

    ¿Si se sitúa una partícula en B tendría que ser positiva para que cuando se desplazara de B lo hiciera paralelo al campo eléctrico y su potencial decreciera,ademas de que así la partícula en C sería atraída a B debido a que la partícula en C se mueve hacia potenciales crecientes?

    No se si esto es una tontería,realmente aún no comprendo muy bien.

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