Page 500 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

24.1 Concepto de campo
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(b)
Figura 24.3 (a) El campo en la proximidad de una carga positiva tiene una dirección radial hacia fuera en
cualquier punto, (b) El campo se dirige hacia dentro o hacia una carga negativa.
La intensidad del campo eléctrico entre dos placas en la figura 24.4 es constante y está
dirigida hacia abajo. La magnitud de la intensidad del campo eléctrico es 6 X 104 N/C.
¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza eléctrica ejercida sobre un electrón
proyectado horizontalmente entre las dos placas?
Plan: La dirección de la intensidad del campo E se define en términos de la fuerza sobre
una carga de prueba positiva. La carga sobre un electrón es negativa (qe = —1.6 X 10-19
C), lo que implica que la fuerza sobre el electrón es hacia arriba (opuesta a la dirección
del campo). La intensidad del campo es la fuerza por unidad de carga, de modo que la
magnitud de la fuerza será el producto qE.
Solución: Con base en la ecuación (24.5), la fuerza es
F = qeE = (1.6 X 10"19C)(6 X 104 N/C)
= 9.6 X 10~15N (hacia arriba)
Recuerde que se usa el valor absoluto de la carga. La dirección de la fuerza F sobre una
carga positiva es la misma que la dirección de la intensidad del campo E; la fuerza sobre
una carga negativa es opuesta al campo.
Figura 24.4 Un electrón proyectado en un campo eléctrico de intensidad constante.
Puesto que la masa de un electrón es igual a 9.1 X 10 31 kg, demuestre que la fuerza gra-
vitacional sobre el electrón del ejemplo 24.1 puede ser despreciada.
Plan: La fuerza gravitacional es hacia abajo y se debe al peso (W = mg) del electrón.
Para determinar el efecto que esto tendrá en el movimiento del electrón debemos mirar si
el peso es significante en comparación con la magnitud de la fuerza del campo eléctrico.