Preguntas Conceptuales
6.1 Flujo eléctrico
Discuta cómo orientar una superficie plana de área A en un campo eléctrico uniforme de magnitud para obtener (a) el flujo máximo y (b) el flujo mínimo a través del área.
¿Cuáles son los valores máximos y mínimos del flujo en la pregunta anterior?
El flujo eléctrico neto que atraviesa una superficie cerrada es siempre cero. ¿Verdadero o falso?
El flujo eléctrico neto que atraviesa una superficie abierta nunca es cero. ¿Verdadero o falso?
6.2 Explicar la ley de Gauss
Dos superficies esféricas concéntricas encierran una carga puntual q. El radio de la esfera exterior es el doble del de la interior. Compare los flujos eléctricos que cruzan las dos superficies.
Compare el flujo eléctrico que atraviesa la superficie de un cubo de lado a que tiene una carga q en su centro con el flujo que atraviesa una superficie esférica de radio a con una carga q en su centro.
(a) Si el flujo eléctrico que atraviesa una superficie cerrada es cero, ¿el campo eléctrico es necesariamente cero en todos los puntos de la superficie? (b) ¿Cuál es la carga neta dentro de la superficie?
Discuta cómo se vería afectada la ley de Gauss si el campo eléctrico de una carga puntual no variara como
Discuta las similitudes y diferencias entre el campo gravitacional de una masa puntual m y el campo eléctrico de una carga puntual q.
Discuta si la ley de Gauss puede aplicarse a otras fuerzas y, en caso afirmativo, a cuáles.
¿Es el término en la ley de Gauss el campo eléctrico producido solo por la carga dentro de la superficie gaussiana?
Reformule la ley de Gauss eligiendo que la normal unitaria de la superficie gaussiana sea la dirigida hacia el interior.
6.3 Aplicación de la ley de Gauss
¿Sería útil la ley de Gauss para determinar el campo eléctrico de dos cargas iguales pero opuestas a una distancia fija?
Discuta el papel que juega la simetría en la aplicación de la ley de Gauss. De ejemplos de distribuciones de carga continuas en las que la ley de Gauss sea útil y no lo sea para determinar el campo eléctrico.
Discuta las restricciones de la superficie gaussiana utilizadas para discutir la simetría plana. Por ejemplo, ¿es importante su longitud? ¿La sección transversal tiene que ser cuadrada? ¿Las caras finales deben estar en lados opuestos de la hoja?
6.4 Conductores en equilibrio electrostático
¿El campo eléctrico dentro de un metal es siempre cero?
En condiciones electrostáticas, el exceso de carga de un conductor reside en su superficie. ¿Significa esto que todos los electrones de conducción de un conductor están en la superficie?
Se coloca una carga q en la cavidad de un conductor como se muestra a continuación. ¿Una carga fuera del conductor experimentará un campo eléctrico debido a la presencia de q?
El conductor de la figura anterior tiene un exceso de carga de . Si una carga de puntos se coloca en la cavidad, ¿cuál es la carga neta en la superficie de la cavidad y en la superficie exterior del conductor?