Ejercicio B1 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Reserva 2023

Tema: Campo electromagnético · Del examen Extraordinaria Reserva (2023)

Enunciado

B1. Partículas cargadas en campos eléctricos uniformes

a)

Un electrón penetra en una región en la que existe un campo eléctrico uniforme E⃗\vec{E}, con una velocidad inicial v⃗0\vec{v}_0 paralela a dicho campo, deteniéndose después de recorrer una distancia dd.

i) Justifique y represente los vectores velocidad, campo y fuerza eléctrica:

ii) Deduzca la expresión de la distancia recorrida dd en función de la masa del electrón (mm), la carga (qq o ee), la velocidad inicial (v0v_0) y el módulo del campo eléctrico (EE):

b)

En una región del espacio existe un campo eléctrico uniforme de 2⋅105 V m−12\cdot 10^5\text{ V m}^{-1} en el sentido positivo del eje OY. Para un protón que se encuentra inicialmente en reposo en un punto de dicha región, calcule:

Datos: mp=1,7⋅10−27 kgm_p = 1{,}7\cdot 10^{-27}\text{ kg}; e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6\cdot 10^{-19}\text{ C}.

Enunciado: Ejercicio B1 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Reserva 2023

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

a) i) Represente los vectores velocidad, campo y fuerza eléctrica.

Solución: Diagrama en una dimensión: el vector velocidad inicial v⃗0\vec{v}_0 apunta hacia adelante (p. ej. hacia la derecha). Para que el electrón frene, la fuerza eléctrica F⃗e\vec{F}_e debe tener sentido opuesto a la velocidad (hacia la izquierda). Al ser la carga negativa (qe=−eq_e = -e), F⃗e=qE⃗=−eE⃗\vec{F}_e = q\vec{E} = -e\vec{E}, por lo que el campo eléctrico E⃗\vec{E} tiene sentido opuesto a la fuerza, es decir, el mismo sentido que v⃗0\vec{v}_0 (hacia la derecha).

a) i) Justifique los vectores velocidad, campo y fuerza eléctrica

Solución: Para que el electrón frene, F⃗e\vec{F}_e debe ser opuesta a v⃗0\vec{v}_0. Como q=−e<0q = -e < 0, F⃗e=−eE⃗\vec{F}_e = -e\vec{E}, por lo que E⃗\vec{E} y v⃗0\vec{v}_0 tienen el mismo sentido, mientras que F⃗e\vec{F}_e tiene sentido contrario a ambos.

a) ii) Expresión de la distancia recorrida dd

Solución: mv022eE\frac{m v_0^2}{2 e E} / (m∗v02)/(2∗e∗E)(m*v_0^2)/(2*e*E)

Las soluciones de los 3 apartados que faltan y la explicación paso a paso son Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

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