PROBLEMAS RESUELTOS
DE FÍSICA
ejercicios resueltos de electricidad y magnetismo

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Ejercicios de electricidad y magnetismo

Un electrón \((-1,6 \times10^{-19}C \; y \;9,1\times10^{-31}Kg.) \) entra en un condesador plano de 25 cm de longitud, que tiene las placas separadas 8 cm dispuestas horizontamente, la superior cargada negativamente y que está cenectado a una d.d.p. de 200 voltios. Si la velocidad inicial del electrón es de 107 m/seg y forma un angulo de 30º con la horizontal, calcular:
    a) La velocidad del electrón a la salida del condensador.
    b) La diferencia de altura a la salida, respecto de la que tenía inicialmente.
    c) El aumento de energía cinética experimentada por el electrón.

Respuesta al ejercicio 44

La capacidad de un condesador depende, en general, de la geometría que tenga y del dieléctrico que hay entre las placas. Entonces, si separemos las placas de d = 1 mm a d' = 25 mm, manteniendo las características geométricas del consador plano, podemos calcular las capácidades inicial y final del condensador :
    \( \displaystyle C_o = \frac{\varepsilon_oS}{d} = 8,85\times10^{11} f \quad ; \quad C_f = \frac{\varepsilon_oS}{d'} = 3, 54\times10^{12} f \)
Sabemos que la d.d.p. es 100 voltios que nos permite calcular le carga y la energía inicial del condensador:
    \( \displaystyle Q_o = C_oV_o = 8,85\times10^{-9} C \quad ; \quad U_o = \frac{1}{2}C_oV_o^2 = 4, 42\times10^{-7} J \)
Si no desconectamos la fuente de tensión, la d.d.p. entre las placas es fija, sin embargo, la garga varía, la nueva energía tensión almenada por el condesador será:
    \( \displaystyle U_a = \frac{1}{2}C_oV_o^2 = 1,77\times10^{-8} J \; ; \; \triangle U = U_a - U_o= - 4,24\times10^{-7} J \)
YSi desnectamos la fuente, el condensador queda aislado, de manera que la carga Q es la misma que la inicial Qo. La d.d.p. variará ahora:
    \( \displaystyle U_b = \frac{1}{2}\frac{Q_o^2}{C} = 1,1\times10^{-5} J \quad ; \quad \triangle U = U_b - U_o= - 1,06\times10^{-5} J \)
PROBLEMAS RESUELTOS - ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
 
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tema escrito por: José Antonio Hervás