Potential Energy and Electric Potential
Una misma idea con dos disfraces, una al lado de la otra: una bola elevada entre curvas de nivel y una carga desplazada entre anillos equipotenciales. Arrastra cualquiera de las dos y cambia su tamaño: las energías almacenadas escalan, pero gh y V no. Coloca 1 C, 2 C y 3 C en el mismo punto y U/q sale idéntico todas las veces.
Cómo usar esta simulación
- Arrastra la bola entre las curvas de nivel y la carga entre los anillos equipotenciales
- Pulsa 1 kg / 1 C, 2 kg / 2 C o 3 kg / 3 C para cambiar el objeto en el mismo lugar
- Pulsa Try all three here para situar las tres cargas en un punto y comparar U/q
- Pulsa Reset para devolver ambas imágenes a sus posiciones iniciales
Qué observar
- Triplicar la carga triplica la energía almacenada en el mismo punto
- U/q es igual para las tres cargas, porque el potencial no depende de lo que lleves
- Moverse a lo largo de una curva de nivel o de un anillo equipotencial no cambia energía alguna
- Las imágenes gravitatoria y eléctrica se comportan igual ante cualquier cambio
- El potencial describe la posición; la energía potencial describe al objeto en esa posición
La física detrás
La energía almacenada depende del objeto además del lugar: U = mgh para la bola y U = qV para la carga. Dividir esa energía por la propiedad que la hacía grande elimina el objeto del resultado y deja gh y V, magnitudes que pertenecen al campo y a la posición por sí solos. El potencial eléctrico se define exactamente así, V = U/q, y por eso un punto de un campo tiene un único potencial sin importar qué carga lleves hasta él, ni siquiera si llevas alguna.