Pregunta 3 · Física PAU Cantabria Extraordinaria 2025

Tema: Campo eléctrico de cargas puntuales · Del examen Extraordinaria (2025)

Enunciado

APARTADO 2

Pregunta 3 [2,5 puntos].

Tres cargas q1q_1, q2q_2 y q3q_3 (Figura 3.1) se colocan en los puntos (0,0) m(0,0)\text{ m}, (0,3) m(0,3)\text{ m} y (2,2) m(2,2)\text{ m} respectivamente, como se muestra en la figura. Las cargas q1q_1 y q2q_2 valen 5 μC5\ \mu\text{C}. Además, el potencial en el punto (1,1) m(1,1)\text{ m} es 45,6 kV45{,}6\text{ kV}. Calcular:

a)

[0,5 PUNTOS]. El valor de la carga q3q_3.

b)

[1 PUNTO]. El trabajo necesario para trasladar una carga de 2 μC2\ \mu\text{C} desde el punto (1,1) m(1,1)\text{ m} hasta (0,2) m(0,2)\text{ m}, interpretando razonadamente el signo del trabajo obtenido.

c)

[1 PUNTO]. El vector campo eléctrico en el punto (0,2) m(0,2)\text{ m} debido a las cargas q1q_1, q2q_2 y q3q_3.

Enunciado: Pregunta 3 · Física PAU Cantabria Extraordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) [0,5 PUNTOS]. El valor de la carga q3.

Solución: -3 μC / -3·10^-6 C

b) [1 PUNTO]. El trabajo necesario para trasladar una carga de 2 μC desde el punto (1,1) m hasta (0,2) m, interpretando razonadamente el signo del trabajo obtenido.

Solución: -0,063 J / -63 mJ

Interpretación razonada del signo del trabajo obtenido:

Solución: El trabajo realizado por el campo eléctrico es negativo (W < 0), lo que significa que el campo se opone al desplazamiento de la carga positiva. Por lo tanto, el proceso no es espontáneo y requiere el aporte de trabajo por parte de una fuerza externa contra las fuerzas del campo.

c) [1 PUNTO]. Componente Ex del vector campo eléctrico en el punto (0,2) m

Solución: 6750 N/C / 6,75·10^3 N/C

Componente Ey del vector campo eléctrico en el punto (0,2) m

Solución: -33750 N/C / -3,375·10^4 N/C

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