Question

Una partícula alfa (carga +2e y masa 6.64 X 10-27 kg) via-
ja hacia la derecha a 1.50 km/s. ¿Qué campo eléctrico
uniforme (magnitud y dirección) se necesita para hacer
que viaje hacia la izquierda con la misma rapidez al cabo
de 2.65 μs?

Answer 1

El campo eléctrico uniforme que se necesita es de 23,5 N/C hacia la izquierda.

Explicación:

La partícula alpha tiene carga positiva, por lo que para que vaya hacia la izquierda, la fuerza tiene que ir hacia la izquierda, por la ley de Coulomb esta queda:

$F=Q.E$

El campo eléctrico también tiene que ir a la izquierda. Cuando esta se aplique, la partícula hará un movimiento uniformemente acelerado, si tomamos el movimiento hacia la derecha como positivo queda:

$v=v_0-a.t$

De aquí despejamos la aceleración y la calculamos:

$a=\frac{v_0-v}{t}=\frac{1500m/s-(-1500m/s)}{2,65\times 10^{-6}s}\\\\a=1,13\frac{m}{s^2}$

Podemos combinar la ley de Coulomb con la segunda Ley de Newton para hallar el campo eléctrico que se necesita:

$QE=ma\\2q.E=ma\\\\E=\frac{ma}{2q}=\frac{6,64\times 10^{-27}.1,13\times 10^{9}m/s^2}{2.1,6\times 10^{-19}C}\\\\E=23,5\frac{N}{C}$