Page 511 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Resumen Cabe insistir en que en este caso se trata de una suma vec­
torial y no de una suma algebraica. Una vez determinados
El concepto de campo eléctrico fue expuesto aquí para descri­ la magnitud y la dirección de cada vector, la resultante se
bir la región que rodea a una carga eléctrica. Su magnitud se encuentra a partir de la mecánica, vectorial.
determina por la fuerza que una carga unitaria experimentará en s La permitividad del espacio libre eQ es una constante fun­
una posición específica y su dirección es la misma que la de la damental que se define así:
fuerza de una carga positiva en ese punto. Las líneas del campo
eléctrico fueron postuladas para dar una imagen visual de los
campos eléctricos, y la densidad de esas líneas del campo es un e?o = - 1- = 8.85 X 1CT12 C2/N • m2
indicio de la intensidad del campo eléctrico. A continuación se 4 7 TK
Permitividad
resumen los principales conceptos que han de recordarse.
• Se dice que existe un campo eléctrico en una región del es­ • La ley de Gauss establece que el número neto de líneas
pacio en la que una carga eléctrica experimentará una fuerza del campo eléctrico que cruza cualquier superficie cerra­
eléctrica. La magnitud de la intensidad del campo eléctrico da en dirección hacia fuera es numéricamente igual a la
E está determinada por la fuerza F por unidad de carga q. carga total neta dentro de esa superficie.

F (9 X 109 N • m2/C2)<2
E = — E = --------------ó------------

• En las aplicaciones de la ley de Gauss, el concepto de
La unidad métrica para la intensidad del campo eléctrico es
el newton por coulomb (N/C). En la ecuación anterior r es densidad de carga a como la carga q por unidad de área
la distancia que va de la carga Q al punto de que se trata. superficial A se utiliza con frecuencia:
• La intensidad del campo resultante en un punto ubicado
en la proximidad de un número de cargas es la suma vec­ a = — q = erA Densidad de carga
torial de las aportaciones que hacen todas las cargas.

E — E¡ + E 2 + Ej + • • •

Conceptos clave

campo eléctrico 480 ley de Gauss 487 permitividad efl del espacio libre 487
densidad de carga 488 líneas del campo eléctrico 485 superficie gaussiana 488
intensidad del campo eléctrico 480

Preguntas de repaso

24.1. Algunos textos se refieren a las líneas del campo donde M = masa de la Tierra
eléctrico como “líneas de fuerza”. Comente si es r = distancia al centro de la Tierra
conveniente esa descripción.
24.2. ¿Puede existir un campo eléctrico en una región del 24.5. Comente las semejanzas entre los campos eléctricos y
espacio donde una carga eléctrica no estaría sujeta a los gravitacionales. ¿En qué aspecto son diferentes?
una fuerza? Explique su respuesta. 24.6. En la ley de Gauss se eligió la constante eQ como
24.3. ¿Es necesario colocar una carga en un punto para que el factor de proporcionalidad entre la densidad de
exista un campo eléctrico en ese punto? Explique su línea y la intensidad del campo. En sentido teórico,
respuesta. ésta fue una elección acertada porque nos lleva a la
24.4. Con un procedimiento similar al aplicado para los conclusión de que el número total de líneas es igual
campos eléctricos, demuestre que la aceleración a la carga allí contenida. ¿Resulta práctica esa elec­
gravitacional se puede calcular a partir de ción para ilustrar gráficamente las líneas del cam­
po? Según la relación de Gauss, ¿cuántas líneas del
GM campo emanarían de una carga de 1 C?
& ~ 7.