Septiembre 05-06, Opción A

1. Explica el concepto de energía potencial eléctrica. ¿Qué energía potencial eléctrica tiene una partícula con carga q₁ situada a una distancia r de otra partícula con carga q₂?

2. La esfera de la figura, de radio R = 5 cm, está fija en el espacio y tiene una carga uniformemente distribuida Q = 10 μC. Se libera con velocidad inicial nula una partícula con carga q = -1 μC y masa m = 10 g a una distancia d = 3R del centro de la esfera. Calcula la velocidad de la partícula cuando choca con la superficie de la esfera.

K=1/(4πε₀)=9.10⁹ Nm²C^-2.

SOLUCIÓN

1. Ver Septiembre 96-97, Opción A
2. La única fuerza que actúa entre ambas partículas es la atracción electrostática, que es conservativa.

Por tanto podemos aplicar la conservación de la energía a la evolución del sistema.

E_inicial = E_final

donde utilizamos la expresión para la energía potencial expuesta en el apartado anterior y como v₀ es nula, obtenemos v_f: