La idea de esta pregunta es encontrar el potencial eléctrico entre dos cargas bajo ciertas condiciones.
El potencial eléctrico se considera como la pequeña cantidad de energía requerida para una carga unitaria para una carga de prueba tal que la perturbación del campo tomado puede despreciarse. Su magnitud está determinada por la cantidad de trabajo realizado para mover el objeto de un punto a otro en presencia de un campo eléctrico. Cuando un objeto se mueve contra un campo eléctrico, adquiere energía, llamada energía potencial eléctrica. El potencial eléctrico de una carga se determina dividiendo la energía potencial por la cantidad de carga.
Además, se espera que la carga de prueba se mueva por todo el campo con una aceleración extremadamente baja para evitar la radiación o la generación de energía cinética. El potencial eléctrico en el punto de referencia es, por definición, cero unidades. El punto de referencia suele ser un punto en el infinito o en el suelo, pero se puede usar cualquier punto. La energía potencial de una carga positiva tiende a aumentar cuando se mueve en oposición a un campo eléctrico y disminuye cuando se mueve con él; lo contrario es cierto para una carga negativa.
Respuesta experta
Sea $V$ el potencial de una carga puntual, entonces:
$V=dfrac{Kq}{r}$
Sin embargo, el potencial eléctrico a medio camino entre dos partículas de carga idéntica es igual a:
$V=dfrac{Kq}{dfrac{r}{2}}+dfrac{Kq}{dfrac{r}{2}}$
$V_1=dfrac{4Kq}{r}$
Sea $dfrac{V_1}{4}=dfrac{Kq}{r}$
Además, el potencial en un punto situado a $25%$ del camino de una partícula a otra es:
$V_2=dfrac{Kq}{0.25r}+dfrac{Kq}{(1-0.25)r}$
$V_2=dfrac{Kq}{0.25r}+dfrac{Kq}{0.75r}$
$V_2=dfrac{Kq}{r}left(dfrac{1}{0.25}+dfrac{1}{0.75}right)$
$V_2=dfrac{V_1}{4}izquierda(dfrac{16}{3}derecha)$
$V_2=dfrac{300}{4}izquierda(dfrac{16}{3}derecha)$
$V_2=400,V$
Ejemplo
Calcula en Joules el trabajo realizado por un campo eléctrico para mover un protón desde un lugar con un potencial de $130,V$ hasta un punto con $-44,V$.
La solución
El trabajo realizado por unidad de carga para mover una carga puntual de un punto a otro se define como la diferencia de potencial y viene dado por:
$V_2-V_1=dfrac{W}{q}$
donde $W$ es el trabajo realizado y $q$ es la carga.
Ahora reescribe la ecuación de la siguiente manera:
$W=q(V_2-V_1)$
Dado que la carga $q$ es igual a $1,6times 10^{-19},C$. Entonces, reemplazando los valores dados:
$W=(1,6veces 10^{-19})(-44-130)$
$W=(1,6veces 10^{-19})(-174)$
$W=-2,784veces 10^{-17},J$
El trabajo realizado por un campo eléctrico para mover un protón de un lugar a otro es $-2.784times 10^{-17}, J$.
