Conceptos Fundamentales de Campo Eléctrico y Gravitatorio: Interacciones y Representación
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Trabajo del campo positivo (W>0) | Trabajo del campo negativo (W<0) |
- La carga q se desplaza por las fuerzas del campo eléctrico. | - La carga q se desplaza por fuerzas exteriores al campo eléctrico. |
- La carga q disminuye su energía potencial eléctrica. | - La carga q aumenta su energía potencial eléctrica. |
- Ocurre al separar dos cargas de igual signo o acercarlas si son de signo opuesto. | - Ocurre al acercar dos cargas de igual signo o separarlas si son de signo opuesto. |
Representación del Campo Eléctrico
Es posible obtener una representación gráfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas líneas de campo. Son líneas imaginarias que describen los cambios en la dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, las líneas de fuerza indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado. La densidad de líneas de campo es proporcional al módulo del campo eléctrico.
Analogías entre Campo Gravitatorio y Eléctrico
Ambos son campos centrales: sus líneas de campo son abiertas y la simetría es radial. Son campos conservativos: tienen energía potencial y potencial asociados. La intensidad de campo es directamente proporcional a la carga o la masa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Diferencias entre Campo Gravitatorio y Eléctrico
Las fuerzas gravitatorias son siempre atractivas. Las fuerzas eléctricas pueden ser de atracción o de repulsión. Las líneas de campo gravitatorio siempre van dirigidas hacia la masa, mientras que las eléctricas salen de las cargas positivas y terminan en las negativas. La constante G es universal, pero la constante K depende del medio en el que actúa. K es mucho mayor que G: A nivel atómico y molecular, las fuerzas eléctricas son mucho más intensas que las gravitatorias. A grandes distancias y a escala macroscópica, el equilibrio de cargas de distinto signo hace que predominen las fuerzas gravitatorias.