Question

Problema Física 3.
En un TRC se proyecta un electrón que tiene una rapidez inicial de 6.5 M m/s a lo largo del eje que pasa por el punto medio de unas placas de desviación que tienen los TRC.Existe un campo eléctrico entre las placas de magnitud de 1.1 K V/m en dirección hacia arriba (ascendente).
a) Cual es la fuerza sobre el electrón cuando está entre las placas (fuerza eléctrica).
b) Usando la segunda ley de Newton determine la aceleración del electrón tomando como dato la fuerza del inciso anterior.
*Fórmulas dadas: E=F/q, F=ma

Answer 1

En estas condiciones, sobre el electrón aparecerá una fuerza constante de $1,76\times 10^{-16}N$ hacia abajo dando origen a una aceleración hacia abajo de $1,93\times 10^{14}\frac{m}{s^2}$

Explicación:

En este tubo de rayos catódicos, el electrón será desviado por el campo eléctrico que reina entre las dos placas de deflexión, siendo esta la única fuerza que aparecerá sobre él.

a) Como este campo eléctrico es considerado uniforme en el recinto, la fuerza eléctrica que en todo momento sufrirá el electrón sera:

$F=qE=1,6\times 10^{-19}C.1100\frac{V}{m}\\\\F=qE=1,6\times 10^{-19}C.1100\frac{N}{C}=1,76\times 10^{-16}N$

Ya que la carga de este electrón es la unidad de carga elemental. La fuerza sobre la carga negativa será contraria a la dirección del campo eléctrico, por lo que el electrón es desviado hacia abajo.

b) Aplicando la segunda ley de Newton y como la única fuerza que actúa es la eléctrica (se desprecia el peso del electrón). El electrón sufrirá hacia abajo una aceleración igual a:

$a=\frac{F}{m}=\frac{1,76\times 10^{-16}N}{9,11\times 10^{-31}kg}\\\\a=1,93\times 10^{14}\frac{m}{s^2}$