Enunciado

dificultad

Determina la carga que debe poseer una partícula de 5 g de masa para permanecer en reposo en el seno de un campo eléctrico, teniendo en cuenta que en el punto en el que se insertará posee una intensidad de campo eléctrico E=-350·j N/C.


Solución

Datos

m=5 g = 5 · 10-3 KgE=-350·j N/C

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.

ΣF=m·a Fe+P=m·a Fe-P=0 Fe=m·g

La fuerza eléctrica en función del campo eléctrico es:

Fe=q·E

Por tanto:

q·E=m·g q=5·10-3·9.8-350q=-1.4·10-4 C

Ficha de fórmulas

Estas son las principales fórmulas que debes conocer para resolver este ejercicio. Si no tienes claro su significado, te recomendamos que consultes la teoría de los apartados relacionados. Además, en ellos encontrarás, bajo la pestaña Fórmulas, los códigos que te permitirán integrar estas fórmulas en programas externos como por ejemplo Word o Mathematica.