Guía n4 Física IV Medio

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COLEGIO SAN JOSÉ PUERTO MONTT 
UNIDAD TÉCNICO PEDAGÓGICA 
 
 
 
GUÍA DE CONTENIDOS Y EJERCICIOS Nº4 
“Campo Eléctrico” 
ASIGNATURA: Física 
DOCENTE: Pamela Cabrera Erices 
NIVEL: VI° Medio 
 
UNIDAD TEMA 
Fuerza eléctrica y cargas eléctricas Campo Eléctrico 
 
ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE: 
Conocer las características y origen del concepto Campo Eléctrico, aplicando en el análisis 
de diversas situaciones en las que se produce interacción a distancia de cargas eléctricas; 
demostrando valoración e interés por los aportes de hombre y mujeres al conocimiento 
científico. 
 
INSTRUCCIONES: 
El concepto de campo eléctrico fue incorporado a la física para dar una explicación a la 
interacción entre cargas a distancia, como los imanes. 
Se proponen diversas actividades que debes completar según lo solicitado en cada caso. 
No es requisito imprimir el material, puedes desarrollar las actividades en tu cuaderno, 
especificando el número de actividad. 
Requerirás de los siguientes materiales: 
 Tu cuaderno de asignatura 
 Una calculadora 
 Lápiz grafito y goma. 
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Actividad Inicial 
Responde: Dos cargas puntuales se separan a una distancia tres veces mayor que la que 
tenían inicialmente. ¿Cómo cambia el módulo de la fuerza eléctrica entre ellas? 
 
 
 
Completa con la o las palabras que falta (n) en cada caso. 
 
1. La fuerza eléctrica entre dos cargas depende de………………………. de cada una de ellas y de la ……………… 
que las separa. 
2. La ley de Coulomb describe la fuerza de …………….. o ……………………. entre cargas. 
3. La ley de Coulomb solo se aplica en el caso de …………………………….., y únicamente se considera la 
interacción entre ……….. cargas. 
4. El signo de las cargas nos indicará……………………………………………………………………………………. 
 
 
CAMPO ELE CTRICO 
 
Este concepto se introdujo para poder explicar la interacción de cargas a 
distancia que ocurre en algunos cuerpos, por ejemplo al aproximar dos imanes. 
En física, el concepto de campo señala un sector del espacio en el que, a cada 
punto de él, se le puede asociar una magnitud física. Alrededor de una carga 
eléctrica Q, existe un campo eléctrico producido por dicha carga. Este campo se 
puede detectar si colocamos una pequeña carga de prueba en el punto del 
espacio donde se desea medir. En ese punto, la intensidad del campo es igual a 
la fuerza eléctrica por unidad de carga y que tiene la misma dirección y sentido 
que la fuerza si la carga de prueba es positiva. 
El campo eléctrico de una carga Q se determina: 
0q
F
E  , donde 
 
E campo eléctrico 
F Fuerza eléctrica 
0q carga de prueba 
 
La fuerza eléctrica se obtiene según la ley de Coulomb, donde 0q es lo suficientemente pequeña para que su 
campo eléctrico sea despreciable respecto al de la carga Q. La carga de prueba 0q , siempre es positiva, no 
tiene masa y no ejerce influencia como carga. 
La unidad de medida del campo eléctrico es 
C
N , Newton dividido en Coulomb. 
 
Es importante destacar que el campo eléctrico no depende de la presencia ni del valor de la carga de prueba, 
es una propiedad del espacio que rodea a la carga generadora Q. 
 
Investiga….. 
¿Quién fue? 
Michael Faraday 
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La intensidad del campo eléctrico depende de la magnitud de la carga generadora y de la distancia hasta el 
centro de distribución de carga. 
 
A partir de lo anterior: 𝐸 = 𝐾
𝑄
𝑟2
 
El campo eléctrico en ocasiones también se denomina intensidad de campo eléctrico, siendo el concepto físico 
el mismo. Luego, en general al colocar una carga q0 en un punto del espacio donde existe un campo E, esta 
carga experimentará una fuerza electrostática. 
 
𝐹 = |𝑞0| 𝐸 
 
Ejemplo 1 
¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico de una carga 𝑄 = 12 C , sabiendo que una carga de prueba se 
encuentra a 10𝑚 de distancia? 
Para encontrar dicho valor utilizaremos la siguiente expresión 𝐸 = 𝐾
𝑄
𝑟2
 , donde 
 
𝐾 = 9 ∙ 109 [
𝑁 𝑚2
𝐶2
] 
𝑟2 = (10 𝑚 )2 = 100𝑚2 
𝑄 = 12 ∙ 10−6 𝐶 
 
entonces 
𝐸 = 9 ∙ 109 [
𝑁 𝑚2
𝐶2
] ∙
(12 ∙ 10−6 𝐶 ) 
100𝑚2
 
𝐸 = 1.080 
𝑁
𝐶
 
 
R. La intensidad del campo eléctrico es 1.080 
𝑁
𝐶
 
Ejemplo 2 
Calcular el capo eléctrico creado por una carga 𝑄 = +2 C en un punto P situado a 30 𝑐𝑚 de ella en el aire. 
¿Qué fuerza actuará sobre una carga 𝑞 = −4𝜇𝐶 situada en el punto P? 
 
Se calcula inicialmente el campo eléctrico en el punto P 
 
𝐾 = 9 ∙ 109 [
𝑁 𝑚2
𝐶2
] 
𝑟2 = (30 𝑐𝑚)2 = (0,3 𝑚 )2 = 0.09𝑚2 
𝑄 = 22 ∙ 10−6 𝐶 
 
entonces 
𝐸 = 9 ∙ 109 [
𝑁 𝑚2
𝐶2
] ∙
(2 ∙ 10−6 𝐶 ) 
0.09 𝑚2
 
 𝐸 = 200 ∙ 103 
𝑁
𝐶
= 𝟐 ∙ 𝟏𝟎𝟓 
𝑵
𝑪
 
 
La magnitud de la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga q ubicada en el punto P es: 
 
𝐹 = |𝑞0| 𝐸 𝐹 = (4 ∙ 10
−6 𝐶 ) (2 ∙ 105 
𝑁
𝐶
) 
𝐹 = 0,8 𝑁 
 
 
4 
 
Cualquier campo eléctrico que varié con la distancia se denomina campo eléctrico variable, y su intensidad 
solo depende de la carga generadora y de la distancia entre esta y el punto del espacio donde se calcula, 
independientemente de que haya o no carga de prueba en ese punto. Si se quiere determinar el campo 
eléctrico sobre un punto del espacio debido a la acción de varias cargas generadoras, el campo neto resultante 
corresponde a la suma vectorial de los campos producidos por cada una de las cargas. 
 
Lí neas del Campo Ele ctrico 
 
Las líneas de campos dan a conocer de forma visual de la manera como E varia en una región del espacio. Se 
representa a través de líneas de campo o de fuerza, las que indican la dirección, sentido e intensidad del 
campo. Estas líneas se dibujan de modo que en cada punto sean tangentes a la dirección del campo eléctrico 
en dicho punto. Las líneas de campo eléctrico señalan o representan las posibles trayectorias que describiría 
una carga de prueba positiva liberada en presencia de una carga generadora. 
 
Casos puntuales de interés: 
Cargas puntuales aisladas: En este caso las líneas de campo eléctrico son radicales, con sentido hacia fuera en 
una carga positiva y hacia la carga, si es negativa. 
 
 
 
 
 
Las líneas de campo entre dos cargas se curvan y están dirigidas de acuerdo a los signos de las cargas. La cantidad de 
líneas está de acuerdo a su valor, como se muestran en las siguientes figuras. 
 
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Actividad de sí ntesis 
Ítem I. Desarrollo. Desarrolla los siguientes ejercicios. 
 
1. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico de una 
carga 𝑄 = 12 C , sabiendo que una carga de 
prueba se encuentra a 10𝑚 de distancia? 
2. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico de una 
carga 𝑄 = −30 C , sabiendo que una carga de 
prueba se encuentra a 7,2𝑚 de distancia? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ítem II. Verdadero y falso. Indica si las siguientes aseveraciones son verdaderas o falsa. Justifica las falsas en 
cada caso. 
1. ______ El concepto de Campo eléctrico se introdujo para explicar la interacción de cargas a distancia. 
2. ______ El campo eléctrico depende de la presencia ni del valor de la carga de prueba 
3. ______ Un cuerpo que tiene exceso de electrones traspasa carga negativa al otro cuerpo. 
4. ______ El cuerpo menos conductor adquiere electrones quedando cargado negativamente. 
 
Ítem III. Términos pareados. Escribe le número del concepto que corresponde a cada definición. 
 
1. Campo eléctrico Característica de las partículas elementales de la materia y que se manifiesta como una 
interacción atractiva o
repulsiva. 
2. Electrización Fuerza atractiva o repulsiva de carácter eléctrico que experimenta una carga en presencia 
de un campo eléctrico. 
3. Carga eléctrica Método gráfico de líneas rectas o curvas mediante el cual se representa el campo eléctrico 
y magnético. La fuerza eléctrica o magnética es tangente en cada punto de las líneas. 
4. Líneas de campo o 
de fuerza 
 Región del espacio tal que en cada punto de él una carga eléctrica experimentará una 
fuerza eléctrica de atracción o de repulsión. 
5. Fuerza eléctrica Expresión cuantitativa de la fuerza de atracción o repulsión electrostática, planteada por 
Charles de Coulomb 
6. Coulomb Pérdida o ganancia de carga negativa de un cuerpo o un átomo mediante algún método 
como la fricción o el contacto. 
7. Ley de Coulomb Unidad de medida de la carga eléctrica. 1 C corresponde a la magnitud de la carga eléctrica 
de aproximadamente 6,3 x 1018 electrones 
 
 
 
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Pauta correccio n 
Actividad inicial 
Disminuye nueves veces, ya que la distancia se 
encuentra en el denominador de la expresión que 
nos permite calcular la fuerza y ésta se encuentra 
elevada a dos. 
Completación 
1. La carga- distancia. 
2. Atracción – repulsión. 
3. Cargas en reposo – dos. 
4. Si la fuerza es atractiva o repulsiva. 
Actividad de síntesis