Bloque 2 - Opción A (3) · Física PAU Castilla y León Ordinaria 2025

Tema: Campo eléctrico: campo, potencial, trabajo y energía · Del examen Ordinaria (2025)

Enunciado

BLOQUE 2: Campo electromagnético

OPCIÓN A (2 puntos)

3) Tres cargas eléctricas negativas, de valor absoluto 20 nC20\text{ nC}, se sitúan sobre los vértices de un triángulo equilátero cuyos lados miden 3 cm3\text{ cm}.

a)

Determine el trabajo que ha sido necesario para alcanzar esa configuración, teniendo en cuenta que inicialmente las cargas se encontraban muy alejadas entre sí. Interprete el signo del resultado. [1 punto]

b)

Calcule el módulo de la fuerza que experimenta cada una de las cargas por acción de las otras y realice un esquema ilustrativo en el que se muestren las fuerzas sobre cada una. ¿Es coherente este esquema con el resultado obtenido en el apartado anterior? [1 punto]

Enunciado: Bloque 2 - Opción A (3) · Física PAU Castilla y León Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Determine el trabajo que ha sido necesario para alcanzar esa configuración, teniendo en cuenta que inicialmente las cargas se encontraban muy alejadas entre sí.

Solución: 3,6⋅10−43{,}6\cdot 10^{-4} J

a) Interprete el signo del resultado.

Solución: El trabajo externo es positivo (Wext>0W_{\text{ext}} > 0), lo que indica que debe ser aportado por un agente externo contra las fuerzas repulsivas del campo electrostático.

b) Calcule el módulo de la fuerza que experimenta cada una de las cargas por acción de las otras.

Solución: 6,93⋅10−36{,}93\cdot 10^{-3} N

b) Realice un esquema ilustrativo en el que se muestren las fuerzas sobre cada una.

Solución: Esquema de un triángulo equilátero con tres cargas negativas en los vértices, mostrando en cada vértice dos vectores fuerza repulsivos dirigidos hacia afuera en la dirección de los lados y su vector resultante perpendicular al lado opuesto, apuntando hacia el exterior.

b) ¿Es coherente este esquema con el resultado obtenido en el apartado anterior?

Solución: Sí, es coherente: las fuerzas netas están dirigidas hacia el exterior del sistema (repulsión), lo cual concuerda con que se haya tenido que realizar un trabajo externo positivo para mantenerlas unidas.

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