Movimientos de cargas en campos eléctricos 09

 

Para provocar la fusión nuclear hay que acercar dos protones hasta una distancia de 10–13 cm. Determina la velocidad con que hay que lanzar un protón desde muy lejos (infinito) hacia otro para que se fusionen.

Datos del protón: m = 1,67·10–27 kg, q = 1,6·10–19 C   

 

Solución:

Datos: rA = ∞; rB = 10–15 m; m = 1,67·10–27 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 = 0 – (1/2) m v2

 

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 (VB – VA) v2 = 2 q (VB – VA)/m

 

 

El punto A se encuentra en el infinito, luego VA = 0.

 

 

En la expresión del potencial la carga q se pone con signo.

 

 

 

 

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