4 cargas de puntos iguales se mantienen fijas en 4 vértices de un cuadrado. ¿Cuántos puntos neutros se encontrarán dentro del cuadrado?

Answer 1

Solo hay un punto nulo donde cualquier partícula cargada estaría en un equilibrio estable , que está en el punto muerto .

Tenga en cuenta que el sistema no estará en la misma disposición, ya que las cargas intentarían ir lo más lejos posible (para perder energía y ganar estabilidad). Entonces, el caso que estamos discutiendo es puramente teórico.

Supongamos que tenemos cuatro cargas similares (+ q), de la misma magnitud, en los cuatro vértices de un cuadrado (etiquete los vértices como A, B, C, D desde la esquina superior izquierda).

Hay 5 puntos posibles donde cualquier carga externa (aquí -q) estaría en equilibrio (puede ser inestable o estable).

¡Comencemos con el equilibrio estable e inestable!

El equilibrio es la posición donde NO HAY FUERZA NETA . Es decir, el cuerpo no se va a desplazar.

Equilibrio estable: donde hay energía mínima, estabilidad máxima y la fuerza neta es CERO . Es decir, si desplaza el cuerpo, le da energía, eventualmente volverá a esa posición, pase lo que pase.

Equilibrio inestable: donde la fuerza neta es CERO , pero la energía no es mínima y la estabilidad no es máxima . Es decir, el cuerpo no se desplazará solo, pero si le das energía, no volverá a esa posición.

Ahora, volvamos a nuestra discusión.

Como puede ver, en la carga (-q) en el centro, la atracción neta es CERO. Intente desplazarlo en cualquier dirección, volverá al centro, siempre que la disposición no cambie. Por lo tanto, la carga (-q) está en un EQUILIBRIO ESTABLE en el centro, es decir, el centro del cuadrado es un SITIO DE PUNTO NULO / NEUTRO.

Ahora, supongamos el caso en el que la carga externa (-q) está de un lado. Diga AB (arriba). Supongamos que tenemos la carga (-q) en el centro del lado AB. Ahora las fuerzas debidas a la carga + q a su izquierda y derecha se cancelarán. Es decir, lo mantendrá en el centro, pero las cargas (+ q) en el lado opuesto lo ATRAERÁN y lo desplazarán a lo largo del Vector de Atracción Resultante (Verde). Incluso si la carga (-q) no se desplaza a sí misma, empuje casi sin energía y se desplazará, es decir, el centro de los lados del cuadrado es una posición de equilibrio inestable para la carga -q (carga externa).

PD: No consideraré los puntos en los centros de los lados como PUNTOS NULOS.