Masa de una partícula en un campo eléctrico

Datos

$$\begin{gathered} \text{m}=5 g = 5 · {10}^{-3} Kg \\ \overrightarrow{E}=-350·\overrightarrow{j} N/C \end{gathered}$$

Resolución

Al poseer masa, la partícula sufrirá una fuerza hacia abajo que corresponde con su peso. Si queremos que quede en reposo, según el principio fundamental o segunda ley de Newton debe existir una fuerza "hacia arriba" que contrarreste dicho peso. En nuestro caso esta fuerza será la fuerza eléctrica.¿Que ocurriría si la carga de la partícula es positiva?. El campo tiene la dirección del eje y y su sentido hacia el semieje negativo (va "hacia abajo"). Las cargas positivas se desplazan siguiendo el sentido del campo, por tanto la fuerza eléctrica que actuaría sobre ella tendría la dirección y sentido del campo, por tanto iría también "hacia abajo".¡Es imposible que una carga positiva contrarreste el peso!. Por tanto, debemos introducir una carga negativa positiva.

$$\begin{gathered} \Sigma \overrightarrow{F}=m·\overrightarrow{a} \Rightarrow \\ {\overrightarrow{F}}_e+\overrightarrow{P}=m·\overrightarrow{a} \Rightarrow \\ {F}_e-P=0 \Rightarrow \\ {F}_e=m·g \end{gathered}$$

La fuerza eléctrica en función del campo eléctrico es:

$$F_e=q·E$$

Por tanto:

$$\begin{gathered} q·E=m·g \Rightarrow \\ q=\frac{5·{10}^{-3}·9.8}{-350}\Rightarrow \\ \boxed{q=-1.4·{10}^{-4} C} \end{gathered}$$