PAU Física 2015 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 1 (Part comuna)

PART COMUNA P1) Dues càrregues elèctriques de 0,03 μC cadascuna, però de signe contrari, es troben separades 40,0 cm. a) Representeu i calculeu el vector del camp elèctric en el punt que forma un triangle equilàter amb la posició de les càrregues. Calculeu també el potencial elèctric en el mateix punt. b) Si modifiquem la distància entre les càrregues fins a duplicar-la, en quant varia l’energia potencial elèctrica de la distribució de càrregues? Expliqueu raonada­ ment si augmenta o disminueix. Dada:

P1) a) 0.2 Esquema 0.1 Per simetria, el camp total en la direcció vertical es cero. l=40 cm Només hi ha camp elèctric en la direcció x: q- q+ Mòdul del camp elèctric en P:    E 2 E cos 60 P  2 kq 0.2   E cos 60 q P 2  l E k  l 2    9   8 2 .8 99 10 0,3 10 0.1      EP cos 60 1687 N / C 7,1 10 3 N / C   ,0 40  3 0.2 Direcció i sentit del camp elèctric:   EP 7,1 10 i N / C q q 0.2      VP k k 0 l l També es vàlida l’opció de col·locar la càrrega positiva a la dreta i la negativa a l’esquerra o qualsevol altra distribució que compleixi les condicions de l'enunciat. b) q q 0.1    U k i r i      8   8 0,3 10 3 10 0.3   9     5 Ui ,8 99 10 ,2 03 10 J ,0 40 q q Si es duplica la distància entre càrregues, l'energia potència és:    U k f r f      8  8 0,3 10 ·3 on rf =20,40 m ; 0.3       9 5 U f ,8 99 10 ,1 01 10 J  2 ,0 40  U    0.3 . L'energia del sistema augmenta. U U U    5 .1 01 10 J f i