Campos eléctricos y gravitatorios: una comparación

Campos Eléctricos y Gravitatorios

Líneas de Campo

Las líneas de campo son tangentes al campo gravitatorio en todos los puntos. Parten de donde las líneas son fuertes y llegan a los sumideros. No hay fuentes definidas.

Superficies Equipotenciales

El lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el potencial de campo es constante. Se pueden calcular empleando la ecuación de Poisson.

Ley de Gauss

• Si el flujo neto a través de una superficie cerrada es igual a cero (flujo entrante = flujo saliente), la carga encerrada es cero (Q=0).
• Si el flujo neto es negativo, significa que desaparecen las líneas de campo.
• Si el flujo neto es positivo, aparecen líneas de campo. La carga de flujo es proporcional a la carga encerrada (Q>0). Las cargas pueden ser positivas o negativas, y tienen que ser múltiplos de la carga del electrón.

Electrón en un Campo Eléctrico

• Para que el trabajo sea positivo: el electrón se mueve en el centro de las líneas de campo.
• Para que el trabajo sea negativo: el electrón se mueve a favor de las líneas de campo.
• Para que no realice trabajo: el electrón se mueve perpendicularmente sobre una superficie equipotencial.

Lo mismo aplica para un protón. Un neutrón no tiene carga, por lo que el campo eléctrico no actúa sobre él.

Movimiento de un Electrón en un Campo Eléctrico

• A favor de las líneas de campo: el trabajo es menor, realizado por un agente externo.
• En contra de las líneas de campo: el trabajo es mayor, realizado por las fuerzas del campo.
• Perpendicularmente: el trabajo es 0, porque se mueve sobre una superficie equipotencial.

El campo eléctrico solo actúa sobre cargas.

Carga en un Campo Eléctrico

Una carga se mueve por las líneas de campo: a favor si es positiva y en contra si es negativa.

Diferencias y Similitudes entre Campo Eléctrico y Gravitatorio

Diferencias

• El campo gravitatorio no tiene fuentes definidas, mientras que el campo eléctrico sí.
• El campo gravitatorio siempre es atractivo, mientras que el eléctrico depende del signo de las cargas.
• El campo eléctrico es mucho más intenso que el gravitatorio.
• El campo gravitatorio actúa sobre todos los cuerpos, mientras que el eléctrico solo actúa sobre los que estén cargados eléctricamente.
• El campo gravitatorio no depende del medio material, mientras que el campo eléctrico sí.

Similitudes

• Ambos campos son de fuerzas centrales.
• Las líneas de campo son abiertas.

Fuerzas Centrales

Son aquellas que cumplen dos condiciones:

• Siempre apuntan hacia un mismo punto llamado centro/polo de atracción.
• El módulo de la fuerza solo depende de la distancia al polo/centro de atracción.

Campo Conservativo

• El trabajo realizado por las fuerzas del campo no depende de la trayectoria, solo de la posición final e inicial.
• El trabajo de las fuerzas del campo a lo largo de una trayectoria cerrada es cero.
• Existe una función potencial que solo depende de la posición.