Ejemplo n° 3 de flujo de campo eléctrico
Ejemplo nº 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).
Ejemplo, cómo resolver problemas de campo eléctrico