Flujo del campo eléctrico de un cubo (GIOI)
De Laplace
1 Enunciado
Un cubo de arista b contiene una carga Q0 distribuida uniformemente en su volumen. No hay más cargas en el sistema. Sea S una superficie esférica de radio b centrada en uno de los vértices del cubo. ¿Cuánto vale el flujo del campo eléctrico a través de S?
2 Solución
De acuerdo con la ley de Gauss
![\oint \vec{E}\cdot\mathrm{d}\vec{S}=\frac{Q_\mathrm{int}}{\varepsilon_0}](/wiki/images/math/a/f/1/af117f5e810f579a767eef7387b2eafb.png)
por lo que el flujo que nos piden se reduce a calcular la carga encerrada por la superficie esférica.
La esfera corta al cubo de tal forma que el volumen donde hay carga es 1/8 de la esfera. Tres caras del cubo están sobre los planos coordenados y delimitan un octante (de la misma manera que hay cuatro cuadrantes en el plano, hay ocho octantes en el espacio).
![](/wiki/images/thumb/b/bb/Cubosfera.png/300px-Cubosfera.png)
Por tanto la carga encerrada es
![Q_\mathrm{int}=\frac{1}{8}\left(\frac{4\pi b^3}{3}\rho_0\right)=\frac{\pi b^3}{6}\rho_0](/wiki/images/math/f/2/e/f2eae391055910d9ee7dd842b4d5ceb0.png)
La densidad de carga la sacamos de dividir la carga total del cubo por el volumen del cubo
![\rho_0=\frac{Q_0}{b^3}](/wiki/images/math/e/b/f/ebf640f59a1fc9caf5ee7364f63db9ec.png)
lo que nos da el flujo del campo eléctrico
![\oint \vec{E}\cdot\mathrm{d}\vec{S}=\frac{\pi}{6}\frac{Q_0}{\varepsilon_0}](/wiki/images/math/3/5/5/355f3d89f7f5dc5190601781e742163f.png)