Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Junio 2018

C.1. Si aplicamos el teorema de Gauss al campo electrostático, el flujo del campo a través de una superficie cerrada depende:  a) de la localización de las cargas dentro de la superficie gaussiana;  b) de la carga neta encerrada por la superficie gaussiana;  c) de la carga neta situada tanto dentro como fuera de la superficie gaussiana.

La respuesta correcta es la b. Por definición el teorema de Gauss para el campo electrostático dice que el flujo neto que atraviesa una superficie que se sitúa en el interior de un campo depende de la carga encerrada por dicha superficie. Tratamos de aclararlos con los siguientes 3 ejemplos:

Se ha dibujado una superficie cerrada que no incluye ninguna carga; el flujo neto a través de esa superficie es cero, ya que en ella entran tantas líneas de campo como salen.

La superficie cerrada solo incluye una de las cargas; el flujo neto que atraviesa esa superficie es el debido a esta carga, pues las líneas de campo que proceden de la otra carga puntual entran y salen de la superficie cerrada.

La superficie cerrada engloba ambas cargas, y el flujo neto que la atraviesa es el debido a ambas cargas.

C.2. Un satélite describe una órbita elíptica alrededor de la Tierra. Considerando su posición en dos puntos de la órbita, se cumple:  a) la velocidad orbital del satélite es la misma en ambos puntos;  b) la energía mecánica del satélite es la misma en ambos puntos;  c) el momento angular del satélite respecto al centro de la Tierra es distinto en ambos puntos.

La respuesta correcta es la b. Por tratarse el campo gravitatorio de un campo de fuerzas centrales , el momento angular del satélite se conserva, describiendo una órbita elíptica donde es máxima la velocidad en el perigeo y mínima en el apogeo. Sin embargo, es un campo de fuerzas conservativo, porque el trabajo realizado por las fuerzas del campo depende solo del punto inicial y final del desplazamiento, y no de la trayectoria seguida: