Ejercicio 3 y cuándo suponer que hay un campo eléctrico

Ejercicio 3 y cuándo suponer que hay un campo eléctrico

de Rocio Cabral Guzzo -
Número de respuestas: 5

Buenas, tengo una consulta medio general sobre este ejercicio: lo hice suponiendo que, por ser v constante, la aceleración de la barra (y por lo tanto también la fuerza sobre esta) será nula. Entonces, aplicando Lorentz llegué a que la fuerza magnética debía ser anulada por una eléctrica. 

Si bien haciendo esto llegué al resultado indicado, al terminar me surgió la duda de cuándo podemos suponer que existe un campo eléctrico si no lo dice la letra (teniendo además en cuenta que el nombre del práctico es magnetoestática y que por lo que entendí en el teórico, en este caso el campo es nulo).

En respuesta a Rocio Cabral Guzzo

Re: Ejercicio 3 y cuándo suponer que hay un campo eléctrico

de Ricardo Marotti -


Tu duda es algo que va a aparecer más claramente en un tema que viene más adelante en el curso, que es el tema de inducción magnética. Allí se va a ver que cada vez que hay un campo magnético variable en el tiempo, o un circuito con una parte móvil, entonces aparece un campo eléctrico. 

Pero en este ejercicio se ve de la siguiente forma: la fuerza magnética, que aparece por el movimiento de los conductores, genera un movimiento de las cargas libres que haya en el conductor. Este movimiento tiende a hacer que las cargas se acumulen en alguna parte del conductor. Estas cargas acumulados generan una densidad de carga eléctrica, que por la ley de Gauss harán aparecer un campo eléctrico. Ese campo eléctrico tiende a contrarrestar el movimiento de las cargas (ya que las cargas de mismo signo se repelen). Y así se llegará a una situación estacionaria en que no hay más movimientos de cargas, por lo tanto las fuerza neta sobre ellas tiene que ser nula. Por eso en este ejercicio el campo eléctrico surge de anular la fuerza de Lorentz. Se asume que ya se llegó al estado estacionario. Pero es la acumulación de cargas que genera el campo eléctrico. 

Pero no es cierto que en magnetoestática los campos eléctricos tengan que ser siempre nulos. En magnetostática lo que se supone es que las corrientes eléctricas son estacionarias, o sea no dependen del tiempo. Pero hay corrientes eléctricas. Por ejemplo si tenemos un conductor que genera el campo magnético va a haber una densidad de corriente eléctrica en el conductor. Si el conductor es óhmico esto implica que hay un campo eléctrico no nulo que genera la corriente. 

Este es un ejemplo que te pongo para demostrarte que en meganetoestática no necesariamente el campo eléctrico es nulo. Pero es un ejemplo completamente diferente al anterior. En el ejemplo del ejercicio el campo eléctrico surge como consecuencia de la fuerza magnética que aparece por la existencia del campo magnético. Mientras en este último caso el campo eléctrico es quien genera la corriente que da lugar al campo magnético. 


En respuesta a Ricardo Marotti

Re: Ejercicio 3 y cuándo suponer que hay un campo eléctrico

de Diego Ismael Marichal Chavez -
Buenas, estoy teniendo dificultades con la parte B de este ejercicio, intento resolverlo como la parte (a) usando la ley de Lorentz, pero al calcular el campo eléctrico me queda radial hacia adentro y luego al usar la definición del potencial en base al campo eléctrico no me doy cuenta de como tomar el diferencial.
Saludos
Diego
En respuesta a Diego Ismael Marichal Chavez

Re: Ejercicio 3 y cuándo suponer que hay un campo eléctrico

de Diego Ismael Marichal Chavez -
En resumen no se de donde sale ese 2 dividiendo de la solucion solo llego a que sea V = (R^2)wB

Tome que v = Rw y de la ecuacion de lorentz llegue a que E = - vB = RwB y como el potencial es menos la integral del campo electrico desde el centro hacia el borde del disco(osea de 0 a R) me queda que V = V = (R^2)wB
En respuesta a Diego Ismael Marichal Chavez

Re: Ejercicio 3 y cuándo suponer que hay un campo eléctrico

de Julia Alonso -
Hola Diego,
estás muy cerca.
Como el disco gira con w cte, una barrita diferencial en dirección radial, de largo dr (a distancia r del centro del disco), tendrá una velocidad cuyo módulo es  v(r)=wr. Entonces se genera una pequeña diferencia de potencial dV a lo largo  de esa barrita dr (en dirección radial). (Una barra larga desde el centro hasta el borde se puede pensar como barritas elementales a distinta distancia del origen, cada una con una velocidad dependiente de su distancia al origen, por eso no podemos dar una única velocidad tangencial a la barra). Luego tenés que considerar las contribuciones de cada barrita elemental de largo dr desde el origen hasta el radio del disco (R). Tenés muchas barritas en serie, por lo que integrar desde 0 a R obtenés la diferencia de potencial V= V(R)-V(0).
Espero te sirva de ayuda.
Saludos,
Julia.