Superficie equipotencial

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Las superficies equipotenciales  son un concepto aplicable a cualquier campo vectorial potencial , por ejemplo, a un campo eléctrico estático o a un campo gravitatorio newtoniano . Una superficie equipotencial es una superficie en la que el potencial escalar de un campo de potencial dado toma un valor constante ( superficie de nivel de potencial ). Otra definición equivalente es una superficie, en cualquier punto ortogonal a las líneas de fuerza del campo .

La superficie de un conductor en electrostática es una superficie equipotencial. Además, la colocación de un conductor sobre una superficie equipotencial no provoca un cambio en la configuración del campo electrostático. Este hecho se explota en el método de formación de imágenes , que permite el cálculo del campo electrostático para configuraciones complejas.

En un campo gravitatorio (estacionario) , el nivel de un fluido estacionario se establece mediante una superficie equipotencial. En particular, se puede afirmar aproximadamente que el nivel de los océanos pasa a lo largo de la superficie equipotencial del campo gravitatorio de la Tierra [1] . La forma de la superficie de los océanos [2] extendida a la superficie de la Tierra se llama geoide y juega un papel importante en la geodesia . El geoide es, por lo tanto, una superficie equipotencial de gravedad , que consta de un componente gravitacional y centrífugo.

Notas

  1. ↑ La inexactitud de esta declaración está asociada con dos influencias no explicadas: 1) las llamadas fuerzas de marea de otros cuerpos celestes, principalmente la Luna y el Sol, 2) la rotación de la tierra. La contabilización del primer impacto es bastante complicada, principalmente por su no estacionariedad (el agua de los océanos, al tener inercia, no reacciona inmediatamente a tal impacto, lo que complica mucho la tarea, además de sacarlo del alcance de la tema de superficies equipotenciales). La contabilización del segundo impacto no va más allá del alcance de este tema, para tenerlo en cuenta basta con considerarlo en un marco de referencia no inercial (rotatorio) asociado a la Tierra, y en lugar del puro potencial del campo gravitatorio, considere el potencial total del campo gravitatorio y la fuerza centrífuga (la corrección de la segunda no es grande, pero notable): es la superficie equipotencial de este potencial total la que dará, en una muy buena aproximación, el la forma de la superficie de los océanos, despreciando las fuerzas de marea de otros cuerpos celestes, que también será una estimación relativamente buena de la forma de la superficie del océano promediada sobre las mareas.
  2. ↑ Siendo una cierta superficie equipotencial, en el sentido y aproximación descritos con más detalle arriba.

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