Problema 1 · Física PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2022

Tema: Campo eléctrico: campo, potencial, trabajo y conductores · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

Tres cargas están situadas en los vértices de un triángulo rectángulo como indica la figura.

Datos:

q1=2 mCq_1 = 2\text{ mC}; q2=−1 mCq_2 = -1\text{ mC}; q3=−5 mCq_3 = -5\text{ mC}; K=9⋅109 N⋅m2/C2K = 9\cdot 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2

a)

Determina la energía potencial electrostática de la carga q3q_3.

b)

Calcula la fuerza que siente la carga q2q_2 y su módulo ∣F⃗∣|\vec{F}|.

c)

¿Cuánto trabajo costaría llevar la carga q3q_3 desde su ubicación inicial (A) a la ubicación alternativa (B)? Indica si sería necesaria una fuerza externa para ello.

Enunciado: Problema 1 · Física PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Determina la energía potencial electrostática de la carga q3.

Solución: −6,73⋅105 J/−673 kJ-6{,}73\cdot 10^5\text{ J} / -673\text{ kJ}

b. Calcula la fuerza que siente la carga q2

Solución: (−1,25⋅107,4,5⋅107) N/−1,25⋅107i⃗+4,5⋅107j⃗ N(-1{,}25\cdot 10^7, 4{,}5\cdot 10^7)\text{ N} / -1{,}25\cdot 10^7\vec{i} + 4{,}5\cdot 10^7\vec{j}\text{ N}

b. y su módulo |F|.

Solución: 4,67⋅107 N/4,67⋅104 kN4{,}67\cdot 10^7\text{ N} / 4{,}67\cdot 10^4\text{ kN}

c. ¿Cuánto trabajo costaría llevar la carga q3 desde su ubicación inicial (A) a la ubicación alternativa (B)?

Solución: 1,15⋅105 J/115 kJ1{,}15\cdot 10^5\text{ J} / 115\text{ kJ}

c. Indica si sería necesaria una fuerza externa para ello.

Solución: No es necesaria una fuerza externa; el proceso lo realizan las fuerzas del campo.

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