Solución del ejemplo n° 3 de electrostática, campo eléctrico. Problema resuelto. 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:

La aceleración que experimenta el electrón
La ecuación de la trayectoria

Desarrollo

Datos:

v_e = 10⁴ m/s

E = 10⁵ V/m

Fórmulas:

F = q·E

v_f - v_i = a·t

Δx = v_i·t + ½·a·t²

Solución

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

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·a_y·t² = Q·E·t²/2·m

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

Cálculo de la trayectoria