Question

Una partícula posee una carga eléctrica de cuatro veces la carga del electrón. Dicha partícula ingresa en una región donde se encuentra un campo eléctrico uniforme E=9.35×10^4 N/C en dirección vertical. ¿Cuál es la masa de la partícula si ésta “flota” en el campo? Considere la carga del electrón e=-1.6×10^(-19) C y la aceleración de la gravedad g=9.81 m/s^2.

Answer 1

La masa de la partícula para flotar en el campo eléctrico es de $6,1\times 10^{-15}kg$.

¿Cómo halla la masa de la partícula para que flote en el campo eléctrico?

Si tenemos la carga de la partícula y el campo eléctrico a la que está sometida, podemos hallar la fuerza eléctrica que este campo ejerce sobre la partícula, siendo Q la carga (4 veces la unidad de carga elemental) y E el campo eléctrico:

$F=Q.E=(4.1,6\times 10^{-19}C).9,35\times 10^{4}\frac{N}{C}\\\\F=5,98\times 10^{-14}N$

Si la partícula flota en el campo eléctrico, esta fuerza eléctrica empuja a la partícula hacia arriba y compensa el peso de la misma. Entonces, podemos igualar la fuerza eléctrica con el peso de la partícula para calcular la masa que esta tiene que tener:

$F=mg\\\\m=\frac{F}{g}=\frac{5,98\times 10^{-14}N}{9,81\frac{m}{s^2}}\\\\m=6,1\times 10^{-15}kg$

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