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Ejemplo, cómo resolver problemas de campo eléctrico

Ejemplo n° 3 de electrostática

Ejemplo n° 3

Un electrón es introducido en un campo eléctrico uniforme en dirección perpendicular a sus líneas de fuerza con una velocidad inicial de 104 m/s. La intensidad del campo es de 105 V/m. Calcula:

a) La aceleración que experimenta el electrón

b) La ecuación de la trayectoria

Desarrollo

Datos:

ve = 104 m/s

E = 105 V/m

Fórmulas:

F = q·E

vf - vi = a·t

Δx = vi·t + ½·a·t²

Solución

a)

El electrón está sometido a una fuerza perpendicular a su trayectoria inicial; en consecuencia, se producirá una aceleración en la dirección del campo, que valdrá:

α =Q·E
m
α =1,6·10-19 C·105 V/m
9,1·10-31 kg

α = 1,75·1016 m/s²

b)

El movimiento del electrón se puede descomponer en dos, uno en la dirección del eje X, y otro en la dirección del eje Y:

1) Eje X:

▫ x = v0·t

2) Eje Y:

▫ y = ½·ay·t² =½·Q·E·t²
m

Para hallar la ecuación de la trayectoria, despejamos el tiempo en la ecuación del eje X y sustituimos en la del eje Y:

y =Q·E·x² =1,6·10-19 C·105 V/m
2·m·ve²2·9,1·10-31 kg·(104 m/s)²

y = 8,79·107·x²

Que, como se aprecia, corresponde a la ecuación de una parábola.

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• Fuente:

http://www.freewebs.com/fisicamontpe/

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Autor: Leandro Bautista

España.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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