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Una partícula cargada que está en una región donde hay un campo eléctrico, experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campoeléctrico Fe=q·E.
Si la carga es positiva, experimenta una fuerza en el sentido del campo
Si la carga es negativa, experimenta una fuerza en sentido contrario al campo
Si el campo es uniforme, la fuerzaes constante y también lo es, la aceleración. Aplicando las ecuaciones delmovimiento rectilíneo uniformemente acelerado, obtenemos la velocidad de la partícula en cualquier instante o después dehaberse desplazado una determinada distancia
a=qEm v=v0+at x=v0t+12at2
De forma alternativa, podemos aplicar el principio de conservación de la energía, ya que el campo eléctrico es conservativo
Laenergía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética. Siendo V'-V la diferencia de potencial existente entre dos puntos distantes x. En un campo eléctrico uniforme V'-V=Ex.
q(V'−V)=12mv2−12mv20El generador de Van de Graaff se emplea para acelerar partículas. En el terminal esférico del generador se producen iones positivos que son acelerados a lo largo de un tubo en el que se ha hecho elvacío, por la diferencia de potencial existente entre la esfera cargada y tierra.
Movimiento en un campo magnético
Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza Fm=q·v×B.El resultado de un producto vectorial es un vector de
módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvB sinθ
dirección perpendicular al plano formado por los vectoresvelocidad v y campo B.
y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es positiva el sentido es el del producto vectorial v×B, como en la figura izquierda. Si la carga esnegativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v×B, figura de la derecha
Una partícula cargada describe órbita circular en un campo magnético uniforme. El radio de...
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