Ejemplo, cómo resolver problemas de campo eléctrico
Ejemplo n° 3 de flujo de campo eléctrico
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 | x² |
| 2·m·ve² | 2·9,1·10-31 kg·(104 m/s)² |
y = 8,79·107·x²
Que, como se aprecia, corresponde a la ecuación de una parábola.
• Fuente:
Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier
Autor: Leandro Bautista
España.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
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