Distribución contínua y Ley de Gauss

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Question statement

La Ley de Gauss es una poderosa expresión general de la matemática y la física, que relaciona la distribución de cargas fuente con la intensidad del campo eléctrico, $\vec{E}$ . La formulación matemática de la Ley relaciona el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada, $\phi_{\rm electric}$ con la carga contenida dentro de esa superficie, $q$ .

Cuando ingrese respuestas numéricas, puede expresarlas usando notación científica. Expresar valores con cuatro cifras significativas y usar los valores de las constantes físicas como se indica en las notas del curso en la semana 2.

Give any introductory information the student needs.

			Name	Type	Generated Value

charge	decimal	dec("0")
chargee	decimal	dec("infinity")
eps0	decimal	dec("0.000000000008854")
flux	decimal	dec("0")
fluxnm	decimal	dec("0.000")
qe	decimal	dec("0")
nelec	integer	9

Automatically regenerate variables?

Name

Data type

Value

xxxxxxxxxx
 
flux * eps0

JME function reference

Description

Charge contained within the Gaussian surface in C.

Describe what this variable represents, and list any assumptions made about its value.

Can an exam override the value of this variable?

Generated value: `decimal`

dec("0")

← Depends on:

eps0
flux

→ Used by:

chargee

"La carga eléctrica fuente" → "Charge" - Minimum accepted value
"La carga eléctrica fuente" → "Charge" - Maximum accepted value

Parts

Flujo a través de una superficie Gap-fill
1. Gap Flujo de campo a través de una superficie Mathematical expression
  Add
Término correspondiente a la carga fuente Gap-fill
1. Gap Termino de carga Mathematical expression
  Add
Elección de la superficie Gaussiana Choose several from a list
La carga eléctrica fuente Gap-fill
1. Gap Charge Number entry
  Add
Número de electrones Gap-fill
1. Gap N Number entry
  Add

Gap-fill

Ask the student a question, and give any hints about how they should answer this part.

El flujo a través de la superficie expresado como una integral en términos de la intensidad del campo eléctrico $\vec{E}$ y los elementos de la superficie, $d\vec{A}$ es un integral sobre la superficie cerrada, $S$ , expresada como

$\displaystyle \phi=\oint_S$ Flujo de campo a través de una superficie

Su respuesta debe ingresarse usando "dot(a,b)'' si usted piensa que el producto escalar entre estas cantidades es la opción correcta y "X(a,b)" si usted piensa que el producto vectorial o producto cruz es la opción correcta. Aquí, a y b son los símbolos de los vectores.

Importante: $\vec{E}$ (debe ser ingresado como campoE) y $d\vec{A}$ (debe se ringreesado como dA)

La idea de este ítem es, al usar los motores de simulación del curso, usted pueda comprender qué es lo que se está evaluando realmente con esta ley física.

Advice

Esto es en parte un problema matemático y en parte físico, pero se centra en la formulación de la Ley de Gauss como

$\displaystyle \phi_{\rm electric}=\oint_S \vec{E}.d\vec{A}={q\over\varepsilon}$ ,

donde $\phi_{\rm electric}$ es el flujo de campo eléctrico a través de la superficie gaussiana cerrada (una superficie abstracta y no física), $S$ , $\vec{E}$ es el campo eléctrico a través de $S$ , $d\vec{A}$ es un elemento del área superficial, $q$ es la carga total contenida dentro de $S$ y $\varepsilon$ es la permitividad.

Para abordar la parte numérica de este ítem, simplemente notamos que la distribución de la carga no es relevante (la ley de Gauss se aplica cualquiera que sea la distribución de la carga dentro de la superficie cerrada) y entonces podemos usar

$\displaystyle |\phi_{\rm electric}|=\left|{q\over\varepsilon}\right|=\left|{e N_{\rm electron}\over\varepsilon}\right|$ ,

donde $e=1.6\times10^{-19}$ C es el valor de la carga eléctrica fundamental.

Give a worked solution to the whole question.

Use this tab to check that this question works as expected.

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Part	Test	Passed?
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Gap-fill		Hasn't run yet
Mathematical expression
Mathematical expression		Hasn't run yet
Gap-fill
Gap-fill		Hasn't run yet
Mathematical expression
Mathematical expression		Hasn't run yet
Choose several from a list
Choose several from a list		Hasn't run yet
Gap-fill
Gap-fill		Hasn't run yet
Number entry
Number entry		Hasn't run yet
Gap-fill
Gap-fill		Hasn't run yet
Number entry
Number entry		Hasn't run yet

This question is used in the following exams:

Gauss' Law by Marcelo Calderón in Marcelo's workspace.
Ejercicio interactivo Semana 3 FIS2227 by Marcelo Calderón in Marcelo's workspace.
FIS5047_S7_Numbas by Ivan Munoz in Ivan's workspace.

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