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Entre dos placas paralelas y colocadas verticalmente, hay una diferencia de potencial de . En la región comprendida entre ambas placas existe un campo eléctrico de
de módulo. Si se coloca entre las placas una partícula de
de masa y con una carga de
:
Dibuja las fuerzas que actúan sobre la citada partícula.
Determina la separación entre las placas.
Calcula la aceleración que experimentaría la partícula.
Tenemos los siguientes datos:
.
.
y
Recordemos también que la constante de Coulomb es Vamos a resolver cada apartado por separado:
a. Dibuja las fuerzas que actúan sobre la citada partícula.
Este es el dibujo pedido:
Las fuerzas que actúan sobre la partícula son:
Fuerza gravitatoria (): debido al peso de la masa.
b. Determina la separación entre las placas.
La relación entre el campo eléctrico 𝐸, la diferencia de potencial y la distancia 𝑑 es:
Sustituyendo los valores dados:
Por lo tanto, la separación entre las placas es .
c. Calcula la aceleración que experimentaría la partícula.
Primero, calculamos las fuerzas actuantes:
Las fuerzas son perpendiculares entre sí (suponiendo que el campo eléctrico es horizontal y la gravedad actúa verticalmente, tal y como se observa en el dibujo del primer apartado). Por ende, el módulo de la fuerza resultante es:
Aplicando la Segunda Ley de Newton:
Por lo tanto, la aceleración que experimentaría la partícula es .