La figura muestra cinco superficies cerradas que rodean varias cargas en un plano. Determine el flujo eléctrico a través de cada superficie: $S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}$ y $S_{5}$.

Pregunta:
La figura muestra cinco superficies cerradas que rodean varias cargas en un plano. Determine el flujo eléctrico a través de cada superficie: $S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}$ y $S_{5}$. imagen pregunta

Solucion:

Datos:

Podemos aplicar la ley de Gauss directamente a cada una de las superficies cerradas. $$ \Phi_E=\frac{Q_{enc}}{\epsilon_0} $$ \[ \begin{aligned} \\ \text{Para \( S_1: \)} \quad &Q_{\text{enc}}=Q-3 Q=-2 Q \rightarrow \Phi_E=\frac{-2 Q}{\epsilon_0} \\ \\\\ \text{Para \( S_2: \)} \quad &Q_{\text{enc}}=Q+2 Q-3 Q=0 \rightarrow \Phi_E=\frac{0}{\epsilon_0}=0 \\ \\\\ \text{Para \( S_3: \)} \quad &Q_{\text{enc}}=2 Q-3 Q=-Q \rightarrow \Phi_E=\frac{-Q}{\epsilon_0} \\ \\\\ \text{Para \( S_4: \)} \quad &Q_{\text{enc}}=0 \rightarrow \Phi_E=\frac{0}{\epsilon_0}=0 \\ \\\\ \text{Para \( S_5: \)} \quad &Q_{\text{enc}}=2 Q \rightarrow \Phi_E=\frac{2 Q}{\epsilon_0} \\\end{aligned} \]

Comentarios

Entradas populares de este blog

La figura muestra una disposición de cuatro partículas cargadas, con un ángulo \(\theta=30.0^{\circ} \mathrm{y}\) una distancia \(d=2.00 \mathrm{~cm}\). La partícula 2 tiene una carga \(q_{2}=8.00 \times 10^{-19} \mathrm{C}\); las partículas 3 y 4 tienen cargas \(q_{3}=q_{4}=-1.60 \times 10^{-19} \mathrm{C}\). (a) ¿Cuál es la distancia \(D\) entre el origen y la partícula 2 si la fuerza electrostática neta sobre la partícula 1 debida a las otras partículas es cero? (b) Si las partículas 3 y 4 se acercaran al eje \(x\) pero mantuvieran su simetría con respecto a ese eje, ¿el valor requerido de \(D\) sería mayor, menor o igual que en el inciso (a)?

Ley de Coulomb (Ejercicio Resuelto 007)

Dos varillas delgadas idénticas con una longitud \(2 a\) tienen cargas iguales \(+Q\) uniformemente distribuidas a lo largo de sus longitudes. Las varillas yacen a lo largo del eje \(x\), con sus centros separados por una distancia \(b>2 a\) (ver figura). Demuestre que la magnitud de la fuerza ejercida por la varilla izquierda sobre la derecha está dada por \begin{equation*} \begin{aligned} F=\left(\frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \frac{Q^{2}}{4 a^{2}}\right) \ln \left(\frac{b^{2}}{b^{2}-4 a^{2}}\right) \end{aligned} \end{equation*}