Movimientos de cargas en campos eléctricos 07
Se abandona un electrón a 5 cm de una carga de 5·10–7 C. Calcula la velocidad que tendrá cuando esté a 2 cm de la citada carga.
Datos del electrón: m = 9,1·10–31 kg, q = –1,6·10–19 C
Solución:
Datos: rA = 5 ·10–2 m; Q = 5·10–7 C; rB = 2·10–2 m; m = 9,1·10–31 kg, q = –1,6·10–19 C
Según el principio de conservación de la energía:
W = ΔEc + ΔEp
Durante el desplazamiento, el electrón únicamente está sometido a la fuerza eléctrica, ya que se puede despreciar el peso en comparación con la fuerza eléctrica, cuyo trabajo se encuentra incluido en la variación de la energía potencial, por tanto W = 0.
0 = ΔEc + ΔEp
ΔEc = (1/2) m v2 – 0
ΔEp = q VB – q VA
En la expresión de la energía potencial la carga q se pone con signo.
(1/2) m v2 + q (VB – VA) = 0 → (1/2) m v2 = –q (VB – VA)
m v2 = 2 q (VA – VB) → v2 = 2 q (VA – VB)/m
En la expresión del potencial la carga Q se pone con signo.