Problema 1 · Física UPC 2022

Problema 1. Dinámica y energía de una partícula cargada

Una partícula puntual con carga $q$ se encuentra confinada a deslizarse a lo largo de una guía recta horizontal orientada según el eje $x$, de forma que no experimenta desplazamiento alguno en la dirección vertical ($y$). Dicha partícula está sometida a las fuerzas electrostáticas generadas por otras dos cargas fijas, $Q_1$ y $Q_2$, además de la fuerza normal ejercida por la guía:

Fuerza debida a $Q_1$: $\vec{F}_1 = (10.8, 8.1)\text{ N}$

Fuerza debida a $Q_2$: $\vec{F}_2 = (21.6, -16.2)\text{ N}$

Fuerza de reacción normal de la guía: $\vec{N} = (0, N)$

a)

Determinar el vector fuerza neta $\vec{F}$ que actúa sobre la carga $q$ sabiendo que el movimiento solo es posible en el eje $x$.

b)

Calcular la energía cinética $E_c$ que adquiere la partícula al desplazarse entre el punto $A$ y el origen $O$ partiendo del reposo.