El campo eléctrico

en este vídeo en vez de colocar dos cargas voy a empezar colocando nada más un entonces aquí voy a poner una carga que va a tener magnitud q y vamos a pensar que es positiva lo que quiero saber es qué sucede si coloco otra carga cerca de esta vamos a pensar que estamos en el espacio o bien en el vacío entonces lo que quiero saber es cuál es el impacto neto que tiene esta carga sobre la otra qué es lo que sabemos bueno pues por el vídeo pasado sabemos que si ponemos otra carga digamos con una cara y también es positiva entonces éstas van a empezar a alejarse de modo que esta carga está ejerciendo una fuerza sobre ésta hacia afuera y si esta carga la pusiéramos más cerca esa fuerza sería mayor entonces esa es una noción importante verdad si tenemos una carga dependiendo de donde pongamos otra en qué lugar del espacio pues esta carga inicial va a ejercer una distinta fuerza en esta carga que pusimos vas pues a ello a esa noción justo se le conoce como como la noción de campo y es como la cosa que tiene una carga de que afecta el espacio que afecta a otras cargas que están por ahí se puede debatir acerca de su existencia y de hecho hay que ser cuidadosos con su definición formal ahorita vamos a pensar que si existe y lo vamos a tratar de una manera muy cuantitativa utilizando la ley de culona la ley de colom dice lo siguiente la ley de colom recordando lo del vídeo pasado dice que la fuerza la fuerza entre dos cargas es igual a una constante k la constante de coulomb multiplicada por las dos cargas que en este caso serían q mayúscula la original y con minúscula bueno x q minúscula y eso dividido entre la distancia de las entre las dos cargas para la distancia entre las dos cargas que sería esta de acá y esta distancia que estoy marcando ahora ojo a veces esta distancia también la puedes ver como r de radio y eso se debe a que justo en este contexto todas las cargas que pongamos a la misma distancia a la misma distancia de boer van a ser igualmente afectadas vale bueno entonces estoy acá es es la ley de colon pero lo que nos interesa para el campo eléctrico es entender bueno o sea cuál es la fuerza ejercida por esta carga pero por cada unidad de carga que ponemos entonces lo que vamos a hacer así cambiando de colores arbitrariamente es dividir ambos lados de la ecuación del colon entre esta q minus entonces le voy a poner dando ya no quiero un círculo voy a poner efe entre kun es igual acá porque entre de cuadrada sale simplemente dividimos entre q de ambos lados y esto lo que nos da ya es la fuerza por cada carga que por cada unidad de carga que colocamos y justo a esta expresión es a lo que le vamos a llamar el campo eléctrico que se denota por que el campo eléctrico generado por q entonces para cada distancia y bueno así para cada distancia pues tenemos un campo eléctrico distinto verdad y tenemos una carga fija para cada distancia tenemos un campo eléctrico distinto bueno vamos a hacer un pequeño ejemplo vamos a utilizar este mismo dibujo y pensemos que esta carga q tiene una magnitud de 1 por 10 a la menos 6 globos desde la menos 6 kilos y lo que nos interesa es el campo eléctrico el campo eléctrico a una distancia a una distancia de dos metros vale como le hacemos para calcularlo pues simplemente aplicamos la definición del campo eléctrico campo eléctrico es igual a cada porque entre b cuadrada que es 9 por 10 a la 9 que te lo puedes aprender o tenerlo a la mano por q que es pero no por 10 a la menos 6 1 por 10 a la menos 6 y esto dividido dividido entre la distancia al cuadrado que aquí sería entre 2 al cuadrado 2 al cuadrado vamos a ver cuánto nos queda si esto es igual a igual a 9 por unas 910 a las 9 por 10 a la menos seis es 10 a la 9 menos 6 o sea 10 al cubo o sea nos quedaría igual a 9000 dividido entre 4 y esto es igual a 2.250 y aquí hay que ponerle unidades cuáles serían las unidades de campo eléctrico pues nos vamos para acá para verlas y son serían newtons / culo entonces serían newtons / culo me sale entonces el campo eléctrico es de 2 mil 250 newtons entre colom ahora una cosa para de que es que teniendo el campo eléctrico podemos saber qué sucede al colocar una carga bueno y conociendo la magnitud de esa carga y para eso nada más tenemos que despejar la fuerza ahora de este lado de la igualdad déjame hacerlo con con el color verde de esta misma fórmula tenemos que la fuerza es igual al campo eléctrico por la carga y eso te lo digo porque en algunos problemas puede que nos den el campo eléctrico y la carga que ponemos vale y nos pidan determinar la fuerza por ejemplo podríamos hacer algo así en este problema podemos pensar que no sé qué justamente esta carga de acá esta carga que es la que está a dos metros a dos metros y que esta carga es de déjame pensar en algo fácil vamos a pensar que es de un culo me vale un culo entonces si nos pidieran determinar ahora si la fuerza que ejerce esta carga sobre esta o bien la fuerza que está actuando entre estas dos pues digo podríamos usar la ley de culo porque sabemos todo pero aprovechando que ya tenemos el campo eléctrico pues vamos a determinar la fuerza usando esta fórmula de acá que nos quedaría nos quedaría que la fuerza es igual al campo eléctrico que ya tenemos 2.250 newtons por culo x menos uno menos un culo a ponerle enlace entonces esto nos quedaría menos dos mil 250 newtons eso es un montón de newtons pero tiene que ver con que aquí puse una una carga muy grande sale ahora pregunta cuando esta es la magnitud de la fuerza hacia dónde va la dirección pues la dirección iría hacia con mayúscula verdad porque son cargas de distinto signo entonces vamos hacia allá era una carga positiva por ejemplo esta que habíamos puesto antes entonces la fuerza iría hacia afuera muy bien entonces estos son algunos problemas facilitos lo que quiero hacer ahorita es ver si podemos dibujar el campo eléctrico para agarrar un poquito más de intuición visual de lo que sucede al poner una carga déjame bajar tantito y voy a poner una vez más una carga otra vez vamos a pensar que esta de aquí es positiva vale entonces hay dos formas de dibujar esto del campo eléctrico una primera forma es ir poniendo cargas en la orilla de esta carga o sea ir poniendo algunas como partículas de prueba y esas partículas de prueba por convención siempre son positivas vale entonces qué sucedería si pusiera digamos una partícula positiva por aquí pues entonces iría directamente hacia abajo así radialmente déjame ponerla al aire más radialmente si pongo una por acá y allá si pongo una pura cada iría hacia ya entonces el chiste es ir poniendo flechitas que ir poniendo flechitas que nos digan hacia dónde iría una carga positiva ahí tendríamos otra más por acá tendríamos otra más voy a poner algunas cuantas vale entonces esto bueno es una forma de visualizar el campo eléctrico porque justo nos dice hacia donde sería una partícula y también nos habla un poquito acerca de la magnitud y cómo le haríamos para platicar acerca de la magnitud con este dibujo pues podemos hacer la prueba del área unitaria ya que se refiere esta prueba pues se refiere a que tomamos digamos un cuadrito de área pues uno por aquí vemos cuántas de estas líneas pasan por ahí aquí nada más sería una verdad luego tomamos un cuadrito por otro lado digamos por acá vemos cuántas líneas pasan estas líneas se conocen como las líneas del campo magnético y bueno en el cuadrito en el cual pasen más líneas como que tenemos esta noción de que va a haber una mayor fuerza magnética y un mayor perdón una fuerza mayor fuerza eléctrica y una mayor campo campo eléctrico vale es igual por acá tenemos como que varias flechitas y así sucesivamente bueno esta es una forma de dibujarlo va y nos da la intuición de que si estamos más adentro entonces la fuerza va a ser mayor hay otra forma de dibujarlo en el cual lo que hacemos bueno en la cual lo que hacemos es pintar es pintar los vectores de fuerza dependiendo de donde estemos a qué me refiero con esto por ejemplo si estoy aquí cerca el vector de fuerza va hacia allá en esta lista se parece mucho a esto pero déjame poner algunos otros para contarte cómo es entonces pues todos estos o sea si ponemos partículas ya no pegaditas sino a una pequeña distancia pues hay una gran fuerza hacia afuera verdad pero esta gran fuerza es igual si la distancia es igual entonces todos estos puntos sus flechas tendrían que ser de la misma magnitud ahora la cosa padre viene cuando nos vamos tantito hacia afuera por ejemplo aquí ahora el vector fuerza ya no va a ser tan grande como éste ya no van ya no va a tener una magnitud tan grande entonces ahora nada más llegaría como hasta ahí digamos entonces otro por acá llegaría nada más como esta bueno un poco tendría que ir así como radialmente si siempre es radialmente hacia afuera entonces llegaría como hasta acá este como hasta acá entonces más o menos esa es la idea bueno éste va un poco más alejado estaba un poco más alejado entonces conforme nos vamos alejando tenemos flechas cada vez más y más cortas hasta ahorita nada más tengo flechas de de dos tamaños pero también podría poner una flecha por acá que ya tiene magnitud muy pequeña entonces el chiste es poner justamente las flechitas en la dirección que van y con el tamaño que le corresponde según la distancia entonces éste se ve un poco más padre verdad porque tienen flechas de muchos tamaños flechas de muchos tamaños entonces esta es una segunda forma de dibujar y en realidad podemos hacer campos magnéticos no solo para una carga ósea podríamos hacer campos magnéticos digamos al tener una carga una carga positiva y por acá bueno lo voy a quitar la q va a ser ha sido una carga positiva y por acá una carga negativa entonces también podríamos hacer el dibujo del campo magnético causado ahora por las dos entonces cómo le hacemos digamos por con este método podemos poner un puntito por aquí y nos fijamos qué trayectoria seguiría acuérdate que esta carga tiene que ser positiva por convención entonces lo que haría es alejarse de ésta porque son del mismo signo pero eventualmente ésta empezaría a jalarlo entonces haría como algo de este estilo si la ponemos aquí entonces sería directamente para allá para allá va para allá tiene esta dirección si la ponemos por acá hace ahora esto verdad si la ponemos más arriba como que el brinco es mayor y así podemos seguir dibujando varias líneas qué sucedería si la ponemos aquí en este extremo pues empieza a alejar pero ésta nunca empieza a tener efecto verdad entonces pues nunca empieza a jalar perdón de esta flecha va para allá se empieza a alejar y ahora si la ponemos por acá bueno podemos pensar en que llega de este lado bueno entonces no es que ésta llegue de este lado sino una que ponemos por acá en atrás y entonces bueno también podríamos dibujar este de acá y también le podemos aplicarla la técnica está del área unitaria por ejemplo por aquí hay poquitas líneas pero por aquí si nos acercamos si nos acercamos pues ya hay más vale bueno espero que estas ideas y te ayuden a entender un poco más qué es esto de campo eléctrico va que ya tenemos aquí representaciones visuales para entenderlo mejor pero la idea con la cual quiero que te quedes es que un campo eléctrico es dar a una cierta carga fija como esa carga afecta a cargas que vamos a poner alrededor de ella vale entonces bueno es todo más o menos fue para para darte una intuición al respecto y bueno ya nada más para hacer un último problema déjame en déjame leer spirit y este problema que está aquí en el libro y el problema dice dice lo siguiente dice calcula voy a apuntar los datos en color amarillo y se calcula la fuerza eléctrica nos piden la fuerza eléctrica la fuerza eléctrica que se ejerce en un electrón electrón electrón que se pone en un campo eléctrico de 100 100 newtons por culo otra vez este va a ser un problema muy facilito va lo cómo le vamos a hacer pues bueno nos da en el campo eléctrico nos dan que es un electrón si sabemos que es un electrón conocemos la carga entonces la fórmula que nos conviene utilizar es la de fuerza es igual a carga por campo eléctrico es la que teníamos allá arriba y entonces pues a cuánto sería igual esto esto sería igual a la carga del electrón que bueno no me la sé de memoria pero afortunadamente aquí el problema dice que es de menos 1.6 por 10 a la menos 19 entonces nos quedaría igual a menos 1.6 por 10 a la 19 esto de aquí sería cool oms verdad y eso hay que multiplicarlo por los 100 100 newtons por colom entonces cuánto nos quedaría a esta pieza la menos 19 nos quedarían menos 1.6 por 10 a la este 10 al cuadrado entonces menos 19 más 12 -17 entonces serían menos 1.6 por 10 a la menos 17 newtons muy bien entonces como puedes ver los problemas son muy sencillos aquí nada más puede hacer una multiplicación lo difícil y lo que realmente vale la pena es entender la teoría detrás de esto es entender pues todas estas cosas desde que cerca de la carga cerca de la carga tenemos mayor fuerza lejos tenemos menor fuerza entender un poquito cómo se visualizan los campos magnéticos perdón los campos eléctricos para entender la la idea detrás de pues de esta fuerza verdad y también pues entender un poquito esto de las líneas de campo y del método del área para aproximar un poquito la fuerza eléctrica y el campo eléctrico bueno nos vemos en el siguiente vídeo