PROBLEMAS RESUELTOS
DE FISICA
ejercicios resueltos de potencial electrico

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Ejercicios de Física General

Tenemos dos láminas paralelas, horizontales, separadas 25 cm y cargadas con cargas iguales y de sentido contrario. Por el borde de la lámina inferior penetra un electrón animado de una velocidad de \( 10^6\, m/seg \) formando un ángulo de 30º con la horizontal. Calcular el valor del campo entre las láminas para qué la trayectoria del electrón sea tangente a la lámina superior.

Respuesta al ejercicio 43

La intensidad del campo vale:
    \( \displaystyle E = \frac{F}{q} \)
De ahí:
    \( F = E·q\)
Por otro lado tenemos, por la mecánica qué:
    \( F = m·a\)
La partícula solo es interaccionada en el eje y por tanto solo tendrá aceleración en el a causa de la fuerza que actúa. La ecuación de la velocidad sobre el eje y será:
    \( v_y = v_o\sin 30º - a·t \quad ; \quad v_y^2 = v_o^2·\sin^2 30º - 2a·y \)
Para que la trayectoria sea tangente a la lámina superior, la velocidad, en su límite debe ser cero; por tanto:
    \( 0 = v_o^2·\sin^2 30º - 2a·y\Rightarrow v_o^2·\sin^2 30º = 2a·y \)
Sustituyendo valores:
    \( \displaystyle (10^6)^2\left(\frac{1}{2}\right)^2 = 2·a·0,25 \Rightarrow a = \frac{10^{12}}{2·0,25·4} = \frac{1}{2}·10^{12} = 5\times 10^{11}\; m/seg^2 \)
Conociendo la masa y carga del electrón tenemos:
    \( \displaystyle E = \frac{F}{q} = \frac{m·a}{q} = \frac{9,1\times 10^{-31}·5\times 10^{11}}{1,6\times 10^{-19}} = 2,84\; Nw/Cul \)
Y el campo debe ser hacia arriba.

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Página publicada por: José Antonio Hervás