Problema 6 · Física PAU Andalucía Examen B 2020

a) i) ¿Aumenta o disminuye su energía potencial eléctrica al moverse en la dirección y sentido del campo?

Solución: Disminuye

a) i) Razonamiento de la variación de energía potencial en la dirección y sentido del campo

Solución: $W = -\Delta E_p = q\vec{E}\cdot\Delta\vec{r} > 0 \implies \Delta E_p < 0$

a) ii) ¿Aumenta, disminuye o no varía su energía potencial eléctrica al moverse en dirección perpendicular al campo?

Solución: No varía / Permanece constante

a) ii) Razonamiento de la variación de energía potencial perpendicular al campo

Solución: $\vec{E} \perp \Delta\vec{r} \implies W = 0 \implies \Delta E_p = 0$

b) Esquema con la posición de las cargas y los vectores de campo eléctrico en el punto (3,0) m

Solución: Esquema en unos ejes coordenados cartesianos mostrando: - Carga $q_1 = 3\cdot 10^{-9}\text{ C}$ en $(0,0)$. - Carga $q_2 = -4\cdot 10^{-9}\text{ C}$ en $(0,4)\text{ m}$. - Punto de cálculo $P(3,0)\text{ m}$. - Vector $\vec{E}_1$ dirigido hacia la derecha en la dirección $+x$ (saliendo de la carga positiva $q_1$). - Vector $\vec{E}_2$ dirigido desde el punto $(3,0)$ hacia $(0,4)$ (entrando hacia la carga negativa $q_2$), con componentes hacia la izquierda ($-x$) y hacia arriba ($+y$). - Vector campo resultante $\vec{E} = \vec{E}_1 + \vec{E}_2$.

b) Componente x del campo eléctrico resultante en (3,0) m, E_x

Solución: $2{,}14$ N/C / $2{,}14$ V/m

b) Componente y del campo eléctrico resultante en (3,0) m, E_y

Solución: $1{,}15$ N/C / $1{,}15$ V/m

b) Potencial eléctrico en el punto (3,0) m, V

Solución: $1{,}8$ V / $1{,}8$ J/C