Anónimo
Electrostática
¿Cómo resuelvo este caso, que hago con la energía cinética? ¿Para qué me dee ese resultado?
Un agente externo mueve una carga de q=-4uC desde el punto A hasta el punto B haciendo un trabajo de 22*10^(-4)J. Si en el punto A la cara tenía una energía cinética de 2*10^(-4)J y en B 5*10^(-4)J. ¿Cuál es la diferencia de potenvial v=vb - va?
Rpta:-4.75*10^2 V
Un agente externo mueve una carga de q=-4uC desde el punto A hasta el punto B haciendo un trabajo de 22*10^(-4)J. Si en el punto A la cara tenía una energía cinética de 2*10^(-4)J y en B 5*10^(-4)J. ¿Cuál es la diferencia de potenvial v=vb - va?
Rpta:-4.75*10^2 V
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Respuesta de leviatanxxi
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En un sistema conservativo, la diferencia de energía calculada es por definición el trabajo. Además, podemos aplicar el principio de conservación de energía, que dice que la energía mecánica inicial es igual a la final, o formulado de otra forma, que la energía cinética que gana una carga es igual, PERO CON SIGNO OPUESTO a la energía potencial que pierde dicha carga.
Partiendo de aquí, calculamos la energía cinética que se gana:
Ec(final) - Ec(inicial) = 5·10^-4 - 2·10^-4 = 3·10^-4 julios
Vemos que el valor obtenido no coincide con el dado por el ejercicio. Esto significa que nuestro sistema no es conservativo, lo que puede ser debido a que haya pérdidas de energía en forma de calor, o rozamiento.
En este caso, el trabajo definitivo es el resultado de sumar el trabajo conservativo más el trabajo disipado o perdido, es decir:
22·10^-4 = 3·10^-4 + Wconservativo.
Wconservativo = 1.9·10^-3 julios.
Por tanto, como este trabajo conservativo sí que es la diferencia de energía potencial:
Ep(inicial) -Ep(final) = 1.9·10^-3 julios (No cambio el signo porque ya he cambiado el orden inicial-final, con lo que tenemos lo mismo)
Como el trabajo también vale q· (V(inicial) -V(final)), bastará con poner el valor de la carga y despejar:
-4·10^-6 · (Vinicial - Vfinal) = 1.9·10^-3 julios
(Vinicial - Vfinal) = -475 voltios
Partiendo de aquí, calculamos la energía cinética que se gana:
Ec(final) - Ec(inicial) = 5·10^-4 - 2·10^-4 = 3·10^-4 julios
Vemos que el valor obtenido no coincide con el dado por el ejercicio. Esto significa que nuestro sistema no es conservativo, lo que puede ser debido a que haya pérdidas de energía en forma de calor, o rozamiento.
En este caso, el trabajo definitivo es el resultado de sumar el trabajo conservativo más el trabajo disipado o perdido, es decir:
22·10^-4 = 3·10^-4 + Wconservativo.
Wconservativo = 1.9·10^-3 julios.
Por tanto, como este trabajo conservativo sí que es la diferencia de energía potencial:
Ep(inicial) -Ep(final) = 1.9·10^-3 julios (No cambio el signo porque ya he cambiado el orden inicial-final, con lo que tenemos lo mismo)
Como el trabajo también vale q· (V(inicial) -V(final)), bastará con poner el valor de la carga y despejar:
-4·10^-6 · (Vinicial - Vfinal) = 1.9·10^-3 julios
(Vinicial - Vfinal) = -475 voltios