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Electrón en placas paralelas

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Se lanza un electrón con rapidez inicial vo = 1.60 x 10^6 m/s hacia el interior de un campo uniforme entre las placas paralelas de la figura 21.38. Suponga que el campo entre las placas es uniforme y está dirigido verticalmente hacia abajo, y que el campo fuera de las placas es igual a cero. El electrón ingresa al campo en un punto equidistante de las dos placas. a) Si el electrón apenas libra la placa superior al salir del campo, encuentre la magnitud del campo eléctrico. b) Suponga que en la figura 21.38 el electrón es sustituido por un protón con la misma rapidez inicial v0. ¿Golpearía el protón alguna de las placas? Si el protón no golpea ninguna de las placas, ¿cuáles serían la magnitud y la dirección de su desplazamiento vertical, a medida que sale de la región entre las placas? c) Compare las trayectorias que recorren el electrón y el protón, y explique las diferencias. d) Analice si es razonable ignorar los efectos de la gravedad en cada partícula.
El sistema se muestra en el video, consta de unas placas planas de 2 cm de larga y el espacio entre ellas es de 1 cm. Tiene un campo eléctrico vertical hacia abajo. El electrón ingresa por la mitad del espacio entre las placas con una velocidad inicial. Como el electrón se mueve horizontalmente y el campo eléctrico es vertical, la velocidad en el eje x no se ve afectada, mientras que la fuerza hacia arriba afecta el movimiento en el eje y, generando un movimiento en parábola. El electrón sale apenas tocando la placa, por tanto, recorre 0,5 cm en el eje vertical, y, y 2 cm en el eje horizontal, x. Con estos dos datos y la velocidad inicial, se pueden usar las ecuaciones cinemáticas para calcular la aceleración. Usando la segunda ley de Newton puede despejar el campo eléctrico, E = ma/q, en este caso m y q hacen referencia al electrón.
Con el campo eléctrico y la velocidad inicial, y suponiendo que la partícula que ingresa al sistema es un protón, podemos calcular la aceleración del protón usando de nuevo la segunda ley de Newton, pero despejando la aceleración. a = qE/m, en este caso q y m hacen referencia a los valores de carga y masa del protón. Con este dato y usando las ecuaciones de la cinemática obtenemos que el protón no se deflecta tanto como el electrón y no golpea las placas.
La gravedad es muy pequeña con las aceleraciones logradas por el protón y el electrón como para ser significantes en el cálculo.
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