La fisica: esa indeseada

Homyu

Dentro de poco tengo un examen de fisica sobre campo electrico, y la verdad, ando algo verde sobre el tema. Rescatando viejos apuntes del bachiller, me he encontrado un raro problema de campo electrico, que ni ahora mismo con mis conocimientos de primero de carrera puedo resolver.

Asi que me he dicho, vaya si que voy mal. Por suerte, mi tranca me permite postear aqui, y postear aqui me permite obtener una respuesta a mi problema. Se que para vosotros os resultara insultantemente facil, pero a cambio yo os dare mi amor eterno e incondicional. Ahi va el problema.

"Tenemos la distribucion volumica de carga del dibujo, donde r2 es el radio interior y r3 el radio exterior de una carcasa esfereica conductora descargada. Dentro de la carcasa hay una pequeña esfera no conductora de radio r1 que tiene una densidad volumica de carga ro=ar. Donde a es una constante positiva i r es la distancia radial.

Calcular la carga Q de la esfera pequeña i la densidad superficial de carga que habra en la superficie interior y exterior, el campo electrico creado en todo el espacio y el potencial electrico en todo el espacio, cogiendo como origen de potenciales el infinito."

Por ultimo, el tipico dibujito de marras

No se, la verdad es que lo veo muy dificil para el bachiller, pero aun asi apreciaria cualquier ayuda.

#2 vale gracias, supuestamente arreglado.

alejo

El link del dibujo me dice que ni el mas ducho en física de MV podrá ayudarte, mas que nada porque no se ve...

B

Debería de poder ayudarte, pero la verdad es que ando cansado y ni por coger los apuntes xD (odio la física). De todas formas no parece muy difícil, con tus apuntes deberías de ser capaz de sacarlo. Salu2 :P (mañana si sigue esto abierto y veo que puedo ayudarte posteo, aunque es posible que me equivoque xdd).

B

Lo siento. El tardar 4 años en sacarme la física de bachillerato (me la saqué en las suficiencias finales) juré (casi con pacto de sangre) que no volvería a hacer un ejercicio de física en la vida. Y aunque no hubiera realizado ese pacto, creo que no podría. Cuando no hay números y se cogen cosas como "infinito" y demás no los sabía sacar.

B

joder xD, eso se da en bachiller? entonces mi concepcion del nivel del instituto cambiaria muy sustancialmente.

geronimo1

Pues yo en 4º de ESO doy problemas mas o menos así planteados

GL. (no no puedo ayudarte, saco 0 en los examenes)

Homyu

#5 la verdad, estoy empezando a dudar de que ese problema sea de bachiller. Pero si lo es, hay que joderse, soy incapaz de hacerlo ni con los apuntes de la universidad, yo siempre fui mas de circuitos que de campo electrico la verdad.

No veo claro muchas cosas. Por ejemplo, la carcasa conductora descargada que envuelve la esfera cargada. Que este descargada significa que no tiene carga o que esta esta neutra? porque si no tiene carga es como considerarla vacio, por lo que no influye en nada. Si esta neutra sin embargo, se que una carga igual pero de signo contrario se pondra en la superficie interior i el resto ira a la superficie exterior. Como tampoco tengo claro como calcular la carga en el interior de la esfera. Lo mas facil seria igualar la densidad volumica de carga con Q/volumen y sacar la Q de la ecuacion, pero no se si "a" es un dato o no, dado que Q me queda en funcion de "a".

#6 si, todos los problemas se suelen plantear igual. Te explican la situacion, te dan los datos y te piden unos resultados, puede variar el orden segun la inspiracion del tio que ha hecho el problema, pero los ejercicios no suelen variar en este aspecto.

werty

como la carcasa es no conductora significa que la carga no va a estar solamente en la superficie. Y para ello te dan la ecuación.

También te dicen que la carcasa que va de r3 a r2 es conductora por lo que se inducirá una carga igual en la parte exterior (r3) y en la parte interior (r3) y entre r2 y r3 no habrá cargas ya que al ser conductor la carga se distribuye por la superficie.

ro=a*r.

a es una constante y deberás dejar el resultado en función de a, claro. en la superficie r1 habrá una carga ar1 que se inducirá en la superifice metálica (r2) que tendrá -ar1(siguiendo el vector en r, coordenadas esféricas) y en la exterior habrá +a*r1.

#7 efectivamente que esté descargada significa que es neutra y que sea metálica indica que se induce carga en la superficie.

LoKo234

ese problema es tipico de 1º de carrera (yo lo hice tal cual en ampiacion de fisica, creo). dudo bastante q sea de bachiller, a menos q os metan mas caña q lo q se suele ver por aqui vamos.

si no te lo resuelven podria intentar buscarlo, xq despues de pegarme todo el dia estudiando antenitas como q no tengo ganas de pensar xd

B

#6

Lo siento, pero en la ESO no dais ni integrales dobles ni triples xD, vamos, no veo yo a un chaval de instituto integrando en esféricas. Es lo que dice #7, una cosa es que los problemas sean iguales en la formulacion, y luego otra que las herramientas necesarias sean acordes al nivel que estas estudiando.

#7

El problema es muy sencillo, el problema no estriba en su complejidad conceptual o de idea feliz xD, el problema esta en las herramientas necesarias, en este caso saber calculo en 3D. En este problema en particular, por la simetria solo tienes una variable, el radio. Mira como van las condiciones de contorno, y las diferencias entre conductor y no conductor para la distribucion de carga.

Mi ayuda xD, siempre es mas facil calcular el potencial primero, que es un escalar.

_

Korsooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo

kynuro

Justo la semana pasada acabe el tema de "conductores" en la universidad y es justo el problema que tu has planteado.

Ahora mismo me piro a sobar, así que si mañana sigue en pie esto, miraré el problema mas profundamente con papel y boli ;)

ciao

Kails

Yo idem que Trabis xD Cuando aprové física en primero de carrera decidí borrar todo. Luego lo he pasado putas en Teoria Electromagnetica y demas jaja

xhiroz

#5

En bach no se pasa de calcular la F que ejerce Q1 y Q2 sobre Q3 y algunas cosillas del campo, densidad, que las cargas negativas actúan de "sumideros" y tal pero vamos lo de #1 ni de coña xd

No te puedo ayudar :( xd

oFF-sIDE

Campos en bachiller ? Yo los dí en 1º de carrera.

Permiteme dudarlo :/

Y si así es... ole por tu instituto :)

Celeborn_

#1 ¿Por qué no le preguntas estas cosas a tu profesor/a que para eso le estás pagando el sueldo?

O mejor aún! Hay una cosita que se llama "libro de física" que estaría bien abrirlo por primera vez...

PD:
LechuJa

Yo estoy puteadisimo en física. Curso 1º Bach y de la forma que da la profesora y el empanamiento que llevo encima no me entero de NADA. Seré retarted pero el jueves examen y me voy a comer un 0.

PD: No te puedo ayudar.

PD2: Si eso me podrías ayudar tu con la dinámica.

Merluza

Campos yo los di en 2º batch. y se me dio bastante bien, pero te aseguro que con los apuntes al lado, sean de la universidad o de bachillerato, no te lo sabria resolver, vamos, esque ni por donde cogerlo, jamas di algo asi.. :S

shawN

habra un potencial antes y despues de k se influencien entre si, la carga total sera la misma.

Qa+Qb=Q'a por la Q'b=0

V'a=kQ'a/Ra + kQ'b/Ra
V'b=kQ'b/Rb + kQ'a/Ra

V'a=V'b=kQ'b/Rb - kQ'b/Rb

(si B es la interior)

Kaneas

Eso lo di en primero de carrera hace 4 años, demasiado para mi mente player, sorry.

tuput

Yo esa parte la tengo aprobada, y lo aprobado se olvida :S

Frychicken

Ahi van unas pistas. No me voy a poner a hacer integrales a estas horas.

La carga neta del conductor es nula. Toda la carga esta concentrada en la pelota interna. Prueba con la ley de gauss. Tienes la ecuacion de la distribucion de carga, asi que haces una integral triple en la pelota central y te sale Q.

El campo dentro del conductor es nulo, el potencial constante. La cara interior presenta una carga opuesta a la del centro (Si aplicas ley de gauss con una esfera que este dentro del conductor te sale que la carga es nula, ya que el campo lo es dentro del conductor). La cara exterior presenta una carga identica a la del centro para compensar. Al final es como si el conductor no estuviera.

Si tienes la carga central divides por la superficie de las caras interna y externa del conductor para calcular la densidad superficial de carga. Ah, y el campo electrico es perpendicular en todos los puntos de la superficie del conductor.

Homyu

#16 yo no le pago el sueldo a mi profesor, se lo pagais todos vosotros. Aun asi es dificil localizar a la profesora de fisica un domingo a las 11.

#22 una integral triple para sacar la Q? ni lo veo ni lo creo, no se, explicate mejor. Pero para mi ahi ya tienes todos los datos, tienes la densidad y tienes el volumen, asi que solo con aislar ya tengo la Q, aunque este queda en funcion de "a"

Luego, como han dicho por espejo se que la densidad superficial en el caparazon conductor sera -Q/S en la interior i Q/S en la exterior.

Despues gauss para sacar el campo para r > r3, entre r2 i r3 que sera 0, entre r1 y r2 y menor que r1. Luego ya sera solo integrar ese campo para tener el potencial en esos puntos.

Bueno, asi lo veo yo, obviamente si pregunto es porque no estoy seguro.

D

Yo no entiendo nada :D

Frychicken

#23

Es un volumen -> Integral triple.

Hay simetria esferica -> pones coordenadas esfericas. Creo que era integral(integral(integral(densidad)·dV)))

Ahora esto lo voy a decir a ojo, asi que no estoy completamente seguro. El diferencial de V lo usas para barrer el volumen de la esfera asi que lo sustituyes por (R2)·sen(angulo)·sen(otroangulo)·dR·d(angulo)·d(otroangulo), donde los limites de integracion son:

R -> 0 a radio de la esfera
angulo -> -pi a pi (seria el angulo vertical)
otroangulo -> 0 a 2·pi (seria el angulo horizontal)

Luego integras.
???
PROFIT

P

estaisss flipados !! esto no es de bachiller ni de palo !!!!!

PolloPDZ

esque nadie se lo va a decir?

da 0,67

Poe-

#27 Iba a decirlo yo :'(

Puni

hace 4 años q aprobe fisica en la facultad q era sobre todo campos electricos, y sobre esos problemas solo recuerdo una cosa q sera un buen consejo:
el calculo de campos, flujos, potenciales etc suele ser siempre una integral, y q normalmente son bastante complicadas, pero lo habitual es q por simetria se simplifiquen totalmente en una formula conocida (volumen de un cilindro, area de una esfera, etc), busca las simetrias

trancevk

ese problema no lo vas a saber resolver puesto que no creo que sepas hacer integrales triples, si tu profesor en bach te pone eso dile que se piene y se ciña al temario de selectividad.

y NO, las integrales triples no son temario de selectividad. xDDDDDDDDDD

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