Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

Ángel Álvarez
Físico
18 de diciembre 2024

Enunciado

Entre dos placas paralelas y colocadas verticalmente, hay una diferencia de potencial de Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario. En la región comprendida entre ambas placas existe un campo eléctrico de Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario de módulo. Si se coloca entre las placas una partícula de Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario de masa y con una carga de Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario:

a) Dibuja las fuerzas que actúan sobre la citada partícula.

b) Determina la separación entre las placas.

c) Calcula la aceleración que experimentaría la partícula.

 

Solución

Tenemos los siguientes datos:

  • Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario.

  • Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario.

  • Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario y Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

Recordemos también que la constante de Coulomb es Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario Vamos a resolver cada apartado por separado:

 

a) Dibuja las fuerzas que actúan sobre la citada partícula.

Este es el dibujo pedido:

Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

Las fuerzas que actúan sobre la partícula son:

  • Fuerza eléctrica (Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario): debido al campo eléctrico entre las placas.
  •  Fuerza gravitatoria (Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario): debido al peso de la masa.

     

b) Determina la separación entre las placas.

La relación entre el campo eléctrico 𝐸, la diferencia de potencial Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario y la distancia 𝑑 es:

Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

Sustituyendo los valores dados:

Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

 

Por lo tanto, la separación entre las placas es Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario.

 

c) Calcula la aceleración que experimentaría la partícula.

Primero, calculamos las fuerzas actuantes:

Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario
Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

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:

Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

Aplicando la Segunda Ley de Newton:

Ejercicio resuelto: Dos láminas paralelas con signo contrario

 

Por lo tanto, la aceleración que experimentaría la partícula es  .

< Anterior Siguiente >