Saltar navegación

Ejercicio 3, Examen FINAL 1ª EVA - Contenido educativo

Ajuste de pantalla

El ajuste de pantalla se aprecia al ver el vídeo en pantalla completa. Elige la presentación que más te guste:

Subido el 8 de diciembre de 2024 por Maria O.

13 visualizaciones

Más información Transcripción

Descargar la transcripción

Vale, pues vamos con el ejercicio 3. A ver, aquí la parte más difícil de ejercicio 3 es esta primera, que es un poco lo de argumentar esta parte del punto del espacio en el que el campo eléctrico se anula. 00:00:01
Entonces, bueno, voy leyendo, dice una carga Q1 es igual a 10 microcolombios, está situada en el origen de coordenadas, yo la llamo ya Q1 mayúscula porque sí que va a ser generadora de campo, 00:00:12
Mientras que una carga Q2 de 20 microcoulombios está situada en el punto 3, 0. 00:00:22
Aquí está. 00:00:26
¿Vale? 00:00:27
Q1 es igual a 10 microcoulombios, es decir, 10 por el elevado a menos 6 coulombios. 00:00:27
Y Q2 es igual a 20 microcoulombios, es decir, 20 por el elevado a menos 6 coulombios. 00:00:31
¿Vale? 00:00:34
Y nos dice, el punto del espacio en el que el campo eléctrico total generado por ambas cargas es 1. 00:00:35
Bien, entonces, lo primero que tiene que pasar, y esto un poco lo he escrito aquí. 00:00:40
Para que el campo sea nulo es necesario que el campo E que crean Q1 y Q2 esté en la misma dirección, pero sentidos contrarios. 00:00:44
para que cuando un módulo sea igual que el otro, pensad que al final lo que nos interesa es algo tipo esto, ¿vale? 00:00:49
Yo tengo, este sería E1, ¿vale? En la dirección que sea este E2 y entonces cuando el módulo sea igual que el otro, se anulen, 00:00:56
pero tienen que estar en la misma dirección y sentidos contrarios. Si no tuviéramos eso, sino que tuviéramos algo tipo esto, ¿vale? 00:01:06
Por ejemplo, en este punto, el campo creado por Q1 va en esta dirección y el campo creado por Q2 va en esta dirección, ¿vale? 00:01:13
Si no veis claro, me creéis. Yo lo puedo mostrar de una manera más sencilla, pero bueno. 00:01:21
Entonces, aquí es que es imposible que se anulen, ¿vale? 00:01:25
Porque las coordenadas, porque la coordenada y de este y la coordenada y de este van en la misma dirección, es que no se van a anular de ninguna manera. 00:01:29
Entonces, la única posibilidad es que vayan en la misma dirección. 00:01:38
Entonces, para que esto ocurra, primero, misma dirección y sentido contrario. Entonces, para que eso ocurra, para que vaya en la misma dirección, eso indica que el punto tiene que estar sobre el eje que se encuentran las dos cargas, que en este caso es el eje X. 00:01:42
Es decir, el punto S que nos interesa en el que el campo se anula va a ser, tiene que estar en este eje, en cualquiera, podría estar en cualquier punto de este eje. 00:01:56
Y es lo que he puesto aquí para que la dirección sea la misma, la posición tiene que estar en el eje X, ¿vale? 00:02:04
Porque de esta manera, pues, van todos los campos, el campo siempre, pensad que está dirigido en la línea que une el punto y la carga. 00:02:11
Entonces, pues siempre van a estar en esta dirección y si en el caso de que tengan sentidos contrarios, que es lo que vamos a ver ahora, pues se pueden anular, ¿vale? 00:02:22
Por ejemplo, en este caso, pues tanto Q1 como Q2 irían en esta dirección, etc. Ahora de todas maneras lo vemos. 00:02:30
Vale, y luego sentidos contrarios nos implica que tiene que estar, ese punto tiene que estar entre las dos cargas. 00:02:37
Voy a mostraros ahora los diferentes ejemplos para que lo veamos. Esto era un poco lo que más me importaba porque además me parece que si esto se entiende, que bueno, y que si esto lo explicáis queda muy completo el ejercicio. 00:02:42
Si no lo explicáis, pues bueno, pero si lo explicáis queda muy completo. Yo ya sé que ese punto tiene que estar en el eje para que el campo que crean Q1 y el campo que crea Q2 tengan la misma dirección. 00:02:56
Bien, entonces, vamos a poner varios casos. Vamos a suponer que sea aquí, ¿vale? 00:03:10
Entonces, bueno, el campo es esto de aquí. ¿Cómo sabemos el sentido del campo? 00:03:14
Entonces, lo primero, el sentido va a ser el mismo como las cargas, ambas cargas son positivas, 00:03:19
el sentido va a ser el mismo que u sub r, nos lo va a dar u sub r. 00:03:24
Si fuera negativa alguna, habría que cambiar el sentido, pero en principio, como las dos son positivas, 00:03:27
el sentido va a ser el mismo que u sub r. ¿En qué dirección va a ir u sub r? 00:03:32
U sub r es el vector unitario de r, en este caso, que siempre va desde el punto que genera el campo hasta el punto donde quiero calcular el campo, es decir, en este caso iría hacia acá. 00:03:35
Por lo tanto, el campo que crea, en este caso, q sub 1 en este punto va a ir en ese sentido. 00:03:47
¿Qué pasaría con esto? Pues lo mismo. 00:03:56
el R2 en este caso sería este de aquí 00:03:58
desde el punto que genera el campo hasta este sería R2 00:04:02
y U sub R2 iría en esa dirección y sentido 00:04:05
por lo tanto E sub 2 también va a ir en este sentido 00:04:08
porque va a ir en el mismo sentido que R2 00:04:12
y E sub 1 lo mismo 00:04:15
si os fijáis no se van a anular 00:04:17
porque tienen los dos el mismo sentido 00:04:19
nunca se van a anular 00:04:23
si realizamos el mismo procedimiento en esta zona 00:04:24
nos va a pasar exactamente lo mismo, ¿vale? 00:04:27
En esta zona, voy a pintarlo azul para que se vea. 00:04:31
En esta zona va a pasar exactamente lo mismo. 00:04:35
R1 sería desde aquí hasta aquí. 00:04:37
Esto sería R1. 00:04:40
Y como la carga es positiva, pues E1 en este caso 00:04:41
iría en el mismo sentido, para acá. 00:04:44
Los campos siempre se pintan partiendo, 00:04:48
su punto de origen es el punto de donde quiero calcular el campo, 00:04:52
como lo estoy haciendo aquí, ¿vale? 00:04:55
Y luego, pues R2 sería, en este caso, iría desde aquí, desde el punto que genera el campo hasta aquí, R2. 00:04:57
Y E2, el sentido, pues va a ser también el mismo, es decir, para acá. 00:05:07
¿Veis? No se va a anular porque no tienen sentidos contrarios. 00:05:14
El único punto, y lo podéis hacer, lo tengo aquí bien especificado, 00:05:17
el único punto donde efectivamente sí que se va a anular es estar entre medios, entre las dos cargas. 00:05:20
Esto es un poco lo que te explican aquí, ¿vale? 00:05:24
Aquí si os fijáis, pues eso tengo R1 iría para acá, por lo tanto E1 para allá y R2 va de Q2 al punto que va a ir hacia allá, por lo tanto E2 para allá, ¿vale? 00:05:27
Entonces esto es un poco lo que digo aquí, dirección tiene que ser la misma, posición de ese punto va a estar en el eje X y como los sentidos tienen que ser contrarios para que se anulen entre las dos paradas, 00:05:38
de forma que x va a ser igual a e1 más e2, lo que digo es e1 va a ir en el sentido positivo del eje x, por lo tanto su vector unitario va a ser el y, 00:05:47
y e2 en el sentido negativo del eje x, por lo tanto su vector unitario va a ser menos y, y eso es lo que hago en la siguiente diapositiva. 00:05:55
e1y menos e2y tiene que ser igual a cero, las y se van y me queda e1 menos e2 igual a cero, donde esto ya son los módulos, el módulo de e1 tiene que ser igual a e2. 00:06:03
y ahora ya simplemente poner las expresiones con los módulos. 00:06:12
Repito, como son los módulos, ya las cargas en valor absoluto, 00:06:16
porque ya he tenido en cuenta los sentidos de las cargas, etcétera, 00:06:18
y eso ya lo he tenido en cuenta. 00:06:22
Entonces, carga por Q, valor absoluto Q1, entre R1 al cuadrado, 00:06:23
perdón, carga no K, es constante eléctrica por Q1 en valor absoluto por R1 al cuadrado 00:06:27
y voy sustituyendo. 00:06:33
La K es 9 por S elevado a 9 por 10 elevado a, 00:06:35
la carga sub 1 en valor absoluto, perdón, es 10 por S elevado a menos 6 00:06:38
y R sub 1, recuerdo, es el módulo de la distancia entre, bueno, del vector R1, 00:06:41
es decir, es la distancia entre Q1 y el punto donde quiero calcular el campo. 00:06:49
Yo a esa distancia, como no sé cuál es, porque este es un punto que no sé cuál es, 00:06:53
la voy a llamar X, entonces la llamo X, les digo que es X al cuadrado, 00:06:57
pues hago el cálculo y me queda esto de aquí, E2 es K por Q2 en valor absoluto por R2 al cuadrado, 00:07:01
Entonces sustituyo 9 por 10 elevado a 9 por, en este caso, q2 es 20 por 10 elevado a menos 6. 00:07:08
Y ahora r2 al cuadrado. 00:07:12
¿Cuál es r2? 00:07:14
Que de nuevo es el módulo del vector r2, es decir, la distancia entre q2 y el punto. 00:07:15
Pues aquí no puedo llamarlo, o sea, lo podría llamar y, pero bueno, la distancia no va a ser x, va a ser otra. 00:07:21
Porque la distancia no tiene por qué ser la misma, no tiene por qué ser la misma distancia. 00:07:26
Lo que sí que sabemos es que si esto de aquí es 3 y esto es x, pues esto de aquí es 3 menos x. 00:07:29
Entonces, por eso pongo aquí 3 menos x, 3 menos x al cuadrado. 00:07:36
Y ya está. 00:07:40
Entonces, con esto, pues simplemente tengo que igualarlas, las igualo. 00:07:42
Y para que sea más sencillo solucionar esto, lo que hago es la raíz a ambos lados. 00:07:47
Raíz me queda, pues hago la raíz, me queda 300 entre x, 00:07:52
la raíz de 1,8 por el 0 a 5, que es 424,26 entre 3 menos x, 00:07:57
Despejo, hago los cálculos y me queda que X es igual a 1,24 metros, ¿vale? 00:08:02
Simplemente ir haciendo los cálculos y ya está. 00:08:07
Mucho más sencillo que hacer ecuaciones de segundo grado, que algunos supusisteis con eso. 00:08:09
Vale, y ahora vamos con el apartado B, que dice el trabajo que realiza el campo para transportar un electrón desde el punto 3,4 hasta el punto 2,0. 00:08:13
Vale, pues aquí lo único que hay que aplicar es que el trabajo, en principio, como es, al final, hombre, lo podemos decir aquí, aquí no lo he escrito, ¿no? 00:08:20
Pero como la única fuerza, fuerzas que realizan trabajo, que realiza el trabajo es conservativa, 00:08:28
pues entonces se cumple que el trabajo es la menos variación de energía potencial, 00:08:41
que es menos energía potencial final menos energía potencial inicial, es decir, potencial inicial menos energía potencial final. 00:08:46
Y como en el caso anterior, solamente hay que calcular estas energías potenciales. 00:08:51
En este caso solo son dos cargas, pues es K por Q1 por Q del electrón entre la distancia entre la carga 1 y el electrón en la posición inicial. 00:08:55
Y lo mismo, K por Q2 por la Q del electrón entre la distancia entre la carga 2 y el electrón en la instancia inicial. 00:09:04
Yo aquí he ido poniendo esas distancias. 00:09:12
Pues la distancia entre la distancia entre el electrón, este es el punto inicial, que es 3,4 y el punto final es 2,0. 00:09:14
¿Vale? Entonces, la distancia entre Q1 y el electrón en el instante inicial es esta de aquí, que si hacemos los cálculos, 00:09:20
teniendo en cuenta que estos 4 y estos 3, pues nos sale raíz de 25, que es 5, y la distancia entre la 2 y el electrón en el instante inicial son 4, ¿vale? 00:09:27
Que se ve aquí por el dibujo. Entonces, sustituyo los valores y me queda esto de aquí y me queda, pues, menos 1,008, 00:09:39
porque quedaba menos 14 en julio. 00:09:47
Simplemente sustituir valores. 00:09:48
Y lo mismo, pues he sacado factor común, la K y el QE, 00:09:51
porque son comunes los dos. 00:09:53
Ya está. 00:09:55
Y de nuevo, cuidado con el signo menos, 00:09:55
que el electrón tiene carga negativa. 00:09:57
Y ahora vamos con la energía potencial final. 00:09:59
¿Cuál es el punto final? 00:10:02
Este de aquí. 00:10:03
La distancia entre Q1 y el electrón en el punto final es 2 00:10:03
y la distancia entre Q2 y el electrón en el punto final es 1. 00:10:06
Ya lo tengo aquí escrito. 00:10:10
Entonces, solo tengo que ir sustituyendo lo mismo. 00:10:11
¿vale? y me queda menos 3,6 por el final 00:10:14
menos 14, julios 00:10:16
el trabajo pues es la inicial menos la final 00:10:17
hago la cuenta y me sale 00:10:20
2,59 por el final menos 14, julios 00:10:22
y este sería el problema 00:10:24
Materias:
Física
Niveles educativos:
▼ Mostrar / ocultar niveles
  • Bachillerato
    • Segundo Curso
Autor/es:
María Ortega Cruz
Subido por:
Maria O.
Licencia:
Todos los derechos reservados
Visualizaciones:
13
Fecha:
8 de diciembre de 2024 - 17:46
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES RAFAEL ALBERTI
Duración:
10′ 27″
Relación de aspecto:
1.88:1
Resolución:
1920x1024 píxeles
Tamaño:
744.92 MBytes

Del mismo autor…

Ver más del mismo autor

EducaMadrid, Plataforma Educativa de la Comunidad de Madrid

Plataforma Educativa EducaMadrid