Enunciado
Un electrón de masa m = 9.1·10-31 Kg y carga q=-1.6·10-19 C atraviesa un campo eléctrico uniforme con una velocidad inicial de 3·106 m/s en la misma dirección y sentido de dicho campo. Al recorrer 4 cm su velocidad se ha reducido a la mitad. Determinar:
a) La diferencia de potencial entre el punto de entrada y el punto en que su velocidad se ha reducido a la mitad.
b) El potencial a los 4 cm si el potencial en el punto inicial es 60 V.
c) El valor de la intensidad del campo eléctrico.
Solución
Datos
m = 9.1·10-31 Kg
q = -1.6·10-19 C
xA = 0 m
xB= 4 cm = 0.04 m
vA = 3·106 m/s
vB = 3·106 m/s / 2 = 1.5·106 m/s
Resolución
Cuestión a)
Si llamamos A al punto de entrada en el campo y B a un punto situado a 4 cm de A, debe cumplirse que la energía mecánica en A es la misma que en B. Por tanto:
Si ahora sustituimos los valores podemos calcular la diferencia de potencial VB-VA:
Cuestión b)
Si sabemos que en el punto el potencial es VA = 60 V entonces:
Cuestión c)
Dado que el campo eléctrico es uniforme, podemos calcular el valor de la intensidad del campo eléctrico por medio de la siguiente expresión: