Autor Tema: Campo creado por un disco

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07 Marzo, 2007, 05:29 pm
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sitlitus

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Hola, estoy haciendo el siguiente problema:
Dado un disco de radio R=20cm y de un grosor regligible tiene una densidad de carga de \( 1\cdot{10^{-6}}C/m^2 \), distribuida uniformemente. Cuanto vale E creado por el disco en un punto del eje del disco a 1 mm de distancia.
Yo he hecho lo siguiente:
\( E=\displaystyle\int_{a}^{b}dE_x=\displaystyle\int_{a}^{b}dE \cos\alpha=\displaystyle\int_{a}^{b}k\displaystyle\frac{dq}{r^2}\cos\alpha=\displaystyle\int_{a}^{b}k\displaystyle\frac{\sigma ds}{r^2}\cos \alpha \)
r-> Hipotenusa del triangulo
R-> Costado opuesto
y-> costado contigua (1mm)
luego saco que r=\( \displaystyle\frac{y}{\cos\alpha} \), que x=ytg\alpha, donde ds=2\Pi Rdx (De esto no estoy muy seguro). \( ds=y\displaystyle\frac{2\pi R}{\cos^2 \alpha} \)
Luego simplificando la integral me queda: \( \displaystyle\frac{k \sigma 2\pi R}{y}\displaystyle\int_{a}^{b}cos\alpha  \) Y luego ya seria solo integrar el cos, pero el resultado que me da no es correcto, alguien me podria decir donde me equivoco??
SAludos!
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07 Marzo, 2007, 07:28 pm
Respuesta #1

aladan

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Hola sitlitus:

Este asunto lo hemos resuelto en otro hilo, voy a localizarlo y te lo indico.

Saludos
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07 Marzo, 2007, 07:34 pm
Respuesta #2

aladan

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08 Marzo, 2007, 03:06 pm
Respuesta #3

sitlitus

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Hola,
Ei, que pasó con mi anterior respuesta? Puede que se vuelvan a perder los mensajes?
Lo que dije, Aladan, es que este ejemplo que me diste, es para un anillo, y gracias a tu explicación ya lo entendí, pero en este caso tengo un disco, donde tengo una integral de superficie. Sé que la diferencia no es abismal, pero es que no me sale. A ver si me encuentras el error  :P
SAludos!
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08 Marzo, 2007, 09:20 pm
Respuesta #4

aladan

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Hola sitlitus:

El caso del anillo, con una densidad de carga \( \delta \) es aplicable al disco.

Toma en el disco un anillo de radio R, anchura dR, ocupa una superficia dA

                                     \( dA = 2\pi.RdR \)

su carrga será dq
                                 \( dq= \delta.dA= 2\pi.\delta.RdR \)

este anillo producirá en el punto P del eje un campo, dE

                                     \( dE =\displaystyle\frac{\delta}{2\epsilon_0}\displaystyle\frac{R.cos \alpha}{s^2}dR \)

donde s es la distancia de cualquier punto del anillo a P y \( \alpha \) es el ángulo que forma la linea que une cualquier punto del anillo con P y el eje del disco, llamemos d (1 mm en tu problema)  a la distancia del centro del disco a P, medida sobre el eje del disco, pongamos tanto s comoR en función de \( \alpha \)

                                          \( R=d.tag \alpha \)           \( dR= \displaystyle\frac{d}{cos^2 \alpha}d\alpha \)

                                              \( s=\displaystyle\frac{d}{cos \alpha} \)


sustituimos y simplificamos en dE

                                            \( dE=\displaystyle\frac{\delta}{2.\epsilon_0}sen \alpha. d\alpha \)


El campo total creado por el disco será la integral de dE y los limites de integración 0 el valor máximo de \( \alpha \), es decir

\( E = \displaystyle\int_{0}^{arc tg 100}dE \)

Supongo que ya lo puedes terminar.
Saludos
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09 Marzo, 2007, 07:17 pm
Respuesta #5

sitlitus

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Hola Aladan,
hay una cosa que no me cuadra: la integral que me dices al final pones los intervalos arctg 100 y 0. Este angulo, supongo que tiene que ser el que forma el trozo de 1 mm y el radio del disco, lo calcule y me parece que me dio 3º sólo.
Además, si es 100 no entiendo cómo funcionaria. Puede ser que fuera un error de transcripción??
SAludos y gracias por la respuesta!
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09 Marzo, 2007, 08:00 pm
Respuesta #6

aladan

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Hola Aladan,
hay una cosa que no me cuadra: la integral que me dices al final pones los intervalos arctg 100 y 0. Este angulo, supongo que tiene que ser el que forma el trozo de 1 mm y el radio del disco, lo calcule y me parece que me dio 3º sólo.
Además, si es 100 no entiendo cómo funcionaria. Puede ser que fuera un error de transcripción??
SAludos y gracias por la respuesta!
Hola
Tienes razón hay un error, el limite superior de la integral es arc tag 200= 89,71º, puse 100, porque tome el radio del disco como diametro, y lo dividí por 2, veras:


                               R = 20 cm = 200 mm
                                d= 1 mm
Limite superior
                               \( arc tg \displaystyle\frac{R}{d} \)

No se como has calculado ese ángulo de 3º, pero espero que ahora esté claro.
Saludos
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12 Marzo, 2007, 10:19 pm
Respuesta #7

sitlitus

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No, es que lo dije de memoria, y seguramente me refería al opuesto ;) Ahora ya lo veo claro, y de hecho ya me ha salido!! xD.
Gracias y SAludos!
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