¿Cómo puede un campo eléctrico hacer trabajo? ¿Qué hace el trabajo en este caso?

Question

Estoy estudiando electromagnetismo y estoy un poco confundido sobre lo que dice este libro de texto:

La parte resaltada es la que me confunde. En primer lugar, "La diferencia de energía potencial es igual al negativo del trabajo realizado por el campo eléctrico", ¿no es el trabajo realizado por una fuerza? ¿Cómo puede hacer trabajo un campo eléctrico?

Segunda pregunta, Si tengo dos placas como esta:

el trabajo realizado por la fuerza eléctrica es positivo ya que la fuerza está en la misma dirección del movimiento. Si en las mismas dos placas, tuviera una carga negativa en el lado derecho (placa cargada negativamente), el campo eléctrico seguiría yendo en la misma dirección, de positivo a negativo, pero la fuerza eléctrica, al ser $\vec F=\vec E q$ sería en sentido contrario (ya que $q$ en este caso es negativo), y por tanto esta fuerza seguiría realizando trabajo positivo de nuevo (misma dirección del movimiento).

Por lo tanto mi pregunta es, en la fórmula:
$V_{ba}=(U_b-U_a)/q=-W_{ba}/q$
" $-W_{ba}$ " ¿el trabajo realizado por qué?

¿Podría ayudarme, por favor?

Answer 1

Se puede decir el trabajo realizado por la fuerza eléctrica o el trabajo realizado por el campo eléctrico, es una distinción que no hace ninguna diferencia.

Es apropiado describir el trabajo como realizado por el campo en cualquiera de tus casos anteriores porque el trabajo es una transferencia de energía y el campo eléctrico tiene energía. En ambos casos, la energía del campo disminuye y la energía de la carga aumenta.

También es apropiado describir el trabajo como realizado por la fuerza en cualquiera de los casos anteriores porque el trabajo es fuerza por desplazamiento y la fuerza eléctrica ejerce una fuerza cuando la carga sufre un desplazamiento. En ambos casos la dirección de la fuerza es la misma que la dirección del desplazamiento.

Así que dilo como prefieras.

Answer 2

Usted puede realizar trabajos en un carro empujándolo. En realidad, no es usted que hace el trabajo, sino la fuerza que tú creas. Sin embargo, tú sigues siendo el iniciador, así que yo diría que este uso de los términos sigue siendo válido.

Del mismo modo, seguro que es la fuerza eléctrica la que realiza el trabajo sobre la carga. Pero el campo eléctrico produce la fuerza, así que de forma transitiva el campo eléctrico es el iniciador.

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A su última pregunta, $W_{ba}$ es el trabajo realizado por el campo eléctrico al desplazar la carga desde el punto $a$ a $b$ . Si se añade el signo negativo $-W_{ba}$ como vemos en la fórmula que muestras, entonces este es el trabajo que debe hacerlo usted (por algo externo) para mover la carga desde el punto $a$ a $b$ . Ahora, usted no tiene que hacer ningún trabajo ya que el campo lo hace por usted, de hecho usted tiene que hacer menos que ningún trabajo, lo que significa que acabas con un exceso de energía (que se convierte en energía cinética de la carga).

Si en su lugar pidiera el trabajo necesario para mover la carga en sentido contrario, de $b$ a $a$ entonces tendrías que hacer un trabajo positivo mientras el campo simultáneamente haría un trabajo negativo contra ti.