Pregunta 3 · Física PAU Asturias Extraordinaria 2023

Tema: Campo eléctrico: cargas puntuales, potencial y trabajo · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

Dato:

kk: 9,0×109 N⋅m2⋅C−29{,}0 \times 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{C}^{-2}

Dos cargas eléctricas iguales y con el mismo signo, se encuentran situadas en los puntos del plano XY de coordenadas (2,2) m(2, 2)\text{ m} y (−2,−2) m(-2, -2)\text{ m}, respectivamente. El campo eléctrico generado por ambas cargas en el punto (1,1) m(1, 1)\text{ m} tiene un módulo E=8,1×104 N⋅C−1E = 8{,}1 \times 10^4\text{ N}\cdot\text{C}^{-1}. Calcule:

a)

El valor de las cargas eléctricas y el vector campo eléctrico en el punto (−1,−1) m(-1, -1)\text{ m}. [1 punto]

b)

El trabajo para llevar una carga de 5 nC5\text{ nC} desde el infinito hasta el punto (−1,−1) m(-1, -1)\text{ m} (para q=20,25 µCq = 20{,}25\text{ µC}). [0,5 puntos]

c)

Indique el signo que debe tener la carga eléctrica si el trabajo para trasladarla hasta dicho punto desde el infinito, lo realiza la fuerza del campo eléctrico. [0,5 puntos]

Enunciado: Pregunta 3 · Física PAU Asturias Extraordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Calcule el valor de las cargas eléctricas.

Solución: 20,25 µC20{,}25\text{ µC} / 2,025⋅10−5 C2{,}025\cdot 10^{-5}\text{ C}

a) y el vector campo eléctrico en el punto (-1, -1) m.

Solución: 57,27⋅103(i⃗+j⃗) N/C57{,}27\cdot 10^3(\vec{i}+\vec{j})\text{ N/C}

b) Calcule el trabajo para llevar una carga de 5 nC desde el infinito hasta el punto (-1, -1) m.

Solución: −8,6⋅10−4 J-8{,}6\cdot 10^{-4}\text{ J} / −0,86 mJ-0{,}86\text{ mJ}

c) Indique el signo que debe tener la carga eléctrica si el trabajo para trasladarla hasta dicho punto desde el infinito, lo realiza la fuerza del campo eléctrico.

Solución: negativo

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