Configuración del potencial eléctrico de la carga | Física | Khan Academy en Español
Summary
TLDREl guión de video ofrece una explicación detallada sobre cómo calcular el potencial eléctrico total en un punto específico creado por varias cargas. Se describe que, a pesar de que las cargas están fijas y no se mueven, es posible determinar el potencial eléctrico en un punto P seleccionado utilizando la fórmula del potencial eléctrico, que es igual a la constante eléctrica multiplicada por la carga y dividida por la distancia entre la carga y el punto P. La suma del potencial eléctrico individual de cada carga en el punto P proporciona el potencial eléctrico total. Se resalta la importancia de incluir el signo de la carga, ya que las cargas negativas generan un potencial eléctrico negativo, al igual que las cargas positivas generan un potencial positivo. Finalmente, se calcula el potencial eléctrico total sumando las contribuciones de cada carga, teniendo en cuenta sus signos, resultando en un valor neto de 5,250 julios por colom positivos en el punto P.
Takeaways
- 🔋 La fórmula para encontrar el potencial eléctrico creado por una carga es: potencial = (constante eléctrica × carga) / distancia.
- ⚡ La constante eléctrica es 9 × 10^9 N·m^2/C^2.
- 📏 La distancia utilizada en la fórmula debe ser la distancia desde la carga hasta el punto de interés.
- 📐 Se utiliza el teorema de Pitágoras para calcular la distancia en un triángulo rectángulo cuando se conocen las longitudes de los otros dos lados.
- 🔢 El potencial eléctrico creado por una carga de 1 microcolomb (10^-6 C) a 4 metros es de 2250 giles por colom (GV).
- 🔵 El potencial eléctrico creado por una carga de 5 microcolombos positivos a 5 metros es de 9000 GV.
- 🔴 El potencial eléctrico creado por una carga de -2 microcolombos a 3 metros es de -6000 GV.
- ➕ El potencial eléctrico total en un punto es la suma de los potenciales elécticos creados por cada carga individual en ese punto.
- ⚫ Las cargas negativas crean un potencial eléctrico negativo en el espacio circundante, al igual que las cargas positivas crean un potencial eléctrico positivo.
- 📈 El potencial eléctrico no es un vector, es una cantidad escalar, lo que significa que no tiene dirección y se trata de sumas simples de valores.
- 📍 Para encontrar el potencial eléctrico total en un punto dado, se suman los potenciales elécticos de cada carga, teniendo en cuenta sus signos.
- 📊 El resultado final del potencial eléctrico total en el punto P es de 5050 GV positivos, después de sumar los valores individuales de cada carga.
Q & A
¿Cuál es la fórmula utilizada para calcular el potencial eléctrico creado por una carga?
-La fórmula utilizada para calcular el potencial eléctrico creado por una carga es V = k * q / r, donde V es el potencial eléctrico, k es la constante de Coulomb, q es la carga y r es la distancia desde la carga hasta el punto donde se desea conocer el potencial eléctrico.
¿Cuál es la unidad de medida para el potencial eléctrico?
-La unidad de medida para el potencial eléctrico es el julio (J) por colom (C).
¿Cómo se determina la distancia a utilizar en la fórmula para calcular el potencial eléctrico creado por una carga?
-Para determinar la distancia a utilizar en la fórmula, se debe medir la distancia desde la carga hasta el punto de interés (p), no la distancia entre las cargas.
¿Por qué es importante incluir el signo de la carga al calcular el potencial eléctrico?
-Es importante incluir el signo de la carga porque las cargas negativas crean un potencial eléctrico negativo en los puntos del espacio que las rodean, mientras que las cargas positivas crean un potencial eléctrico positivo. Esto afecta el cálculo total del potencial eléctrico en un punto dado.
¿Cómo se calcula la distancia entre dos puntos en un triángulo rectángulo utilizando el teorema de Pitágoras?
-Para calcular la distancia entre dos puntos en un triángulo rectángulo, se utiliza el teorema de Pitágoras, que establece que la hipotenusa (la distancia que se busca) es igual a la raíz cuadrada de la suma de las cuadradas de los otros dos lados (a^2 + b^2 = c^2).
¿Por qué el potencial eléctrico no es una cantidad vectorial?
-El potencial eléctrico no es una cantidad vectorial porque no tiene una dirección asociada; es un escalar que representa la energía potencial por unidad de carga en un punto específico del espacio.
¿Cómo se determina el potencial eléctrico total en un punto dado por varias cargas?
-Para determinar el potencial eléctrico total en un punto dado por varias cargas, se calcula el potencial eléctrico creado por cada carga individual en ese punto utilizando la fórmula V = k * q / r, y luego se suman todos los valores obtenidos, teniendo en cuenta los signos de las cargas.
¿Cuál es el resultado del cálculo del potencial eléctrico total en el punto P considerando las tres cargas mencionadas en el script?
-El resultado del cálculo del potencial eléctrico total en el punto P es de 5,250 julios por colom, positivos, después de sumar los potenciales eléctrico creados por las tres cargas individuales.
¿Cómo se relaciona la distancia entre una carga y un punto de interés con el potencial eléctrico creado por esa carga en ese punto?
-El potencial eléctrico creado por una carga en un punto de interés es inversamente proporcional a la distancia al cubo entre la carga y el punto. A mayor distancia, el potencial eléctrico es menor, y a menor distancia, el potencial eléctrico es mayor.
¿Por qué no se deben sumar los potenciales eléctrico como vectores?
-Los potenciales eléctrico no se deben sumar como vectores porque son cantidades escalares, lo que significa que no tienen una dirección asociada y su suma se realiza simplemente mediante la adición o sustracción algebraica de sus valores.
¿Cómo se calcula el potencial eléctrico creado por una carga de 5 microcolones en un punto a 5 metros de distancia?
-Para calcular el potencial eléctrico creado por una carga de 5 microcolones a una distancia de 5 metros, se utiliza la fórmula V = k * q / r, reemplazando k por 9 x 10^9 N m^2/C^2, q por 5 x 10^-6 C y r por 5 metros, lo que resulta en un potencial eléctrico de 9,000 julios por colom.
¿Cómo se determina la carga que crea el potencial eléctrico en un punto dado por varias cargas?
-Para determinar la carga que crea el potencial eléctrico en un punto dado por varias cargas, se identifica la carga asociada con cada una de las cargas individuales que influye en ese punto y se utiliza la fórmula V = k * q / r para calcular el potencial eléctrico creado por cada carga en ese punto.
Outlines
🔋 Potencial eléctrico generado por cargas estáticas
Este párrafo describe cómo calcular el potencial eléctrico en un punto dado por tres cargas estáticas con valores conocidos. Se menciona que las cargas están fijas y no se moverán, y se proporciona la fórmula para calcular el potencial eléctrico creado por una sola carga, que es igual a la constante eléctrica multiplicada por la carga y dividida por la distancia a la carga. Se detallan los cálculos para cada carga, teniendo en cuenta su valor y la distancia al punto de interés, y se resalta la importancia de incluir el signo de la carga al calcular el potencial. Finalmente, se suma el potencial eléctrico de cada carga para obtener el potencial eléctrico total en el punto P.
📐 Cálculo del potencial eléctrico total en un punto
En este párrafo se profundiza en el proceso de encontrar el potencial eléctrico total en un punto específico, considerando las cargas estáticas del párrafo anterior. Se hace hincapié en que el potencial eléctrico es una cantidad escalar y no vectorial, lo que significa que se pueden sumar directamente los valores para obtener el total. Se calcula el potencial eléctrico para cada carga individual, teniendo en cuenta su valor y la distancia al punto P, y se resalta la importancia de incluir el signo de la carga en los cálculos. Al final, se muestra cómo sumar los potenciales eléctricos individuales, obteniendo así el potencial eléctrico total en el punto P, y se concluye con la fórmula general para encontrar el potencial eléctrico total creado por diferentes cargas en un punto del espacio.
Mindmap
Keywords
💡cargas
💡potencial eléctrico
💡constante eléctrica
💡micro colom
💡distancia
💡teorema de pitágoras
💡jules por colom
💡signo de la carga
💡escalar
💡suma de potenciales eléctricos
💡vectores
Highlights
Se tiene una configuración de tres cargas fijas en posiciones específicas.
Conocen el valor de las cargas: una positiva de 1 microcoulomb, otra de 5 microcoulombs y una negativa de 2 microcoulombs.
El objetivo es encontrar el potencial eléctrico total en un punto P, situado en una esquina vacía.
Utilizan la fórmula del potencial eléctrico creado por una carga, que es k * q / r.
La constante eléctrica k es 9 x 10^9 N m^2 C^-2.
La distancia r se calcula usando el teorema de Pitágoras para triangulos rectángulos.
El potencial creado por la carga de 1 microcoulomb positivo es de 2250 giles por coulomb.
Para la carga de 5 microcoulombs, la distancia es de 5 metros y el potencial es de 9000 jules por coulomb.
La carga negativa de 2 microcoulombs crea un potencial de -6000 jules por coulomb a 3 metros de distancia.
El potencial eléctrico es un escalar, no un vector, por lo que no tiene dirección.
El signo de la carga es crucial ya que cargas negativas crean un potencial eléctrico negativo.
El potencial eléctrico total en el punto P se calcula sumando los potenciales individuales de cada carga.
El resultado del potencial eléctrico total en el punto P es de 5050 jules por coulomb positivo.
Se resalta la importancia de incluir el signo de la carga al calcular el potencial eléctrico.
El potencial eléctrico creado por diferentes cargas se suma algebraicamente para encontrar el total.
Este análisis demuestra cómo combinar los efectos de múltiples cargas en un punto específico.
El uso del teorema de Pitágoras es fundamental para calcular las distancias en configuraciones triangulares.
La unidad de medida del potencial eléctrico es el giles por coulomb, que se traduce a jules por coulomb.
Transcripts
imaginen que tenemos tres cargas que se
encuentran juntas y se encuentran fijas
en su posición de alguna manera estas
cargas no se van a mover de su lugar
pero conocemos el valor de estas cargas
aquí tenemos un micro colon positivo por
aquí hay una carga de 5 micro colon es
positivo y aquí tenemos una carga de
menos 2 micro colores y una pregunta muy
común cuando tenemos este tipo de
situación es que si conocemos la
distancia entre las cargas cuál será el
potencial eléctrico total en cierto
punto y vamos a elegir este punto que se
encuentra en esta esquina vacía de aquí
así que queremos conocer el potencial
eléctrico en el punto p y ya que
conocemos la posición de cada una de las
cargas que van a crear un potencial
eléctrico en p vamos a usar la fórmula
para encontrar el potencial eléctrico
creado por una carga esta fórmula es de
igual a cal la constante eléctrica
multiplicada por q que es la carga que
está creando el potencial eléctrico
/ / r que es la distancia entre esta
carga hasta el punto en donde queremos
conocer el potencial eléctrico vean que
aquí tenemos tres cargas y todas crean
un potencial eléctrico en este punto p
por lo que lo que vamos a encontrar es
el total del potencial eléctrico en este
punto y para hacerlo vamos a encontrar
el potencial eléctrico individual creado
por cada una de estas cargas en este
punto p y luego las vamos a sumar en
otras palabras esta carga positiva de un
micro colom va a crear un valor de
potencial eléctrico en p y podemos usar
esta fórmula para encontrar cuál es este
valor por lo que el potencial eléctrico
creado por esta carga de un micro colom
positivo va a ser igual a acá que
siempre es 9 por 10 a la nueve
multiplicada por la carga que está
creando el potencial eléctrico que en
este caso es un micro colon positivo
micro significa 10 elevado a la menos 6
y la distancia entre esta carga y el
punto p
a hacer de 4 metros de aquí a acá
tenemos 4 metros y esto nos va a dar un
valor de 2 mil 250 giles por q lo que es
la unidad del potencial eléctrico pero
este es el potencial eléctrico creado
solamente por esta carga además un micro
culos en el punto p todas estas otras
cargas también van a crear su propio
potencial eléctrico en este punto por lo
que si queremos el total del potencial
eléctrico vamos a tener que encontrar la
contribución al potencial eléctrico de
cada una de estas cargas en este punto
así que el potencial eléctrico creado
por la carga de 5 micro colomos
positivos es también 9 por 10 a la 9
multiplicada por esta carga que es más 5
por 10 a la menos 6 entre la distancia
que hay de aquí al punto p y aquí hay
que tener cuidado ya que no voy a usar
la distancia de 3 metros ni la de 4
metros en esta fórmula tengo que usar la
distancia desde la carga
hasta el punto de interés que es esta
distancia de aquí a que va a ser igual
esto pues imagínense que aquí se está
creando un triángulo tenemos cuatro de
este lado y tres de este otro lado ya
que este lado es tres y para encontrar
la longitud de este lado lo que tenemos
que hacer es sacar la raíz cuadrada de
tres al cuadrado más cuatro al cuadrado
que es el teorema de pitágoras 916 es
igual a 25 y la raíz cuadrada de 25 es 5
por lo que aquí tenemos que son 5 metros
que van desde esta carga hasta este
punto p por lo que aquí ponemos 5 metros
y si usamos nuestra calculadora para
encontrar el resultado nos dan 9000
jules por colom y ahora sólo nos falta
calcular el potencial eléctrico de una
carga más ya que mi carga de menos 2
micro colom es también va a crear su
potencial eléctrico en este punto p por
lo que el potencial eléctrico creado por
esta carga de menos 2 micro colones va a
ser igual
a 9 x 10 a la 9 por la carga que crea el
potencial eléctrico que es de menos 2
por 10 a la menos 6 es cool oms y noten
que estamos incluyendo el signo de la
carga aquí cargas negativas crean
potencial eléctrico negativo en los
puntos del espacio que la rodean de la
misma manera que cargas positivas crean
potencial eléctrico positivo a su
alrededor por lo que tenemos que incluir
este negativo así que siempre recuerdan
incluir el signo de la carga pero no se
preocupen estos no son vectores éstas no
van a ser cantidades vectoriales del
potencial eléctrico el potencial
eléctrico no es una cantidad vectorial
es un escalar por lo que no va a tener
dirección de manera que aquí no tengo
que separar un vector en sus componentes
ni nada por el estilo
estos son solamente números en este
punto en el espacio y para encontrar el
total solamente vamos a sumar estas
cantidades pero no se van a sumar
correctamente sino incluimos el signo de
cada carga
que las cargas negativas crean un
potencial eléctrico negativo y la
distancia entre lo que dividimos esto es
la distancia de esta carga hasta este
punto que vimos por aquí que es de 3
metros si lo calculamos todo nos da
menos 6.000 jules por culo y ahora ya
tenemos todo lo que necesitamos para
encontrar el total de el potencial
eléctrico o el potencial eléctrico total
y de nuevo estos no son vectores por lo
que podemos literalmente sumarlos todos
ellos para obtener el potencial
eléctrico total así que el total del
potencial eléctrico en este punto p será
los valores del potencial eléctrico
creado por cada una de estas cargas de
forma individual así que tenemos dos mil
250 euros por colom más nueve mil soles
por culo más seis mil soles por colom
negativos y ponemos un paréntesis
alrededor de esto para que no nos
confunda y si sumamos dos mil doscientos
cincuenta más nueve mil menos seis mil
tendremos cinco mil doscientos cincuenta
jules por culo positivos
este es nuestro resultado en resumen
para encontrar el potencial eléctrico
total o el total del potencial eléctrico
en un punto en el espacio creado por
diferentes cargas podemos usar esta
fórmula para encontrar el potencial
eléctrico de cada carga individual en
este punto en el espacio y luego sumar
todos los valores del potencial
eléctrico creado por cada una de las
cargas para encontrar el total del
potencial eléctrico en este punto
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