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campo en ese punto?

Respuesta: 14 2 m/s 10 01 . 1   a

75. [MA] Entre las placas de deflexión de un osciloscopio de rayos catódicos, existe un campo eléctrico de 30000 N/C. a) ¿Qué fuerza se ejerce sobre un electrón colocado en esta región? b) ¿Qué aceleración adquiere el electrón debido a esta fuerza? Compararla con la aceleración de la gravedad.

Respuesta: E4.80651015N, a5.27641015m/s2

76. [RH] Un arma, considerada en la defensa antimisiles, utiliza haces de partículas. Por ejemplo, un haz de protones que golpea un misil enemigo podría anularla por completo. Los haces pueden producirse en “armas” que se sirven de campos eléctricos para acelerar las partículas cargadas. a) ¿Qué aceleración experimentará un protón si el campo eléctrico es 2.16104N/C? b) ¿Qué velocidad alcanzará el protón si el campo actúa en una distancia de 1.22 cm?

Respuesta: a) a2.06901012m/s2; b) v2.2469105m/s

77. [RH] Un campo eléctrico acelera un electrón hacia el este a 1.84109m/s2. Determinar la magnitud y la dirección del campo.

Respuesta: E(1.0462102 N/C)i

78. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en un punto del espacio donde un protón experimenta una aceleración de 1.8 millones de la gravedad?

79. [TM] La aceleración de una partícula en un campo eléctrico depende de la relación carga/masa de la partícula. a) Calcular e/m para un electrón. b) ¿Cuál es el módulo y dirección de la aceleración de un electrón en un campo eléctrico uniforme de valor 100 N/C. c) ¿Cuándo la velocidad de un electrón se aproxima a la velocidad de la luz c, debe utilizarse la mecánica relativista para determinar su movimiento; sin embargo, a velocidades bastante menores que c puede utilizarse la mecánica newtoniana. Calcular, con la mecánica de Newton, el tiempo que tarda un electrón, partiendo del reposo en un campo eléctrico de valor 100 N/C, en alcanzar una velocidad de 0.01c. d) ¿Qué distancia recorrerá el electrón en ese tiempo?

Respuesta: a) e/m1.75881011C/kg; b) 11 2 m/s 10 7588 . 1   a (opuesta al campo eléctrico); c) 1.7045107 s t ; d) d 0.2554m

80. [TM] La aceleración de una partícula en un campo eléctrico depende de su relación carga/masa. a) Calcular e/m para un protón y hallar su aceleración en un campo eléctrico uniforme de valor 100 N/C. b) Hallar el tiempo que tarda un protón inicialmente en reposo en dicho campo en alcanzar la velocidad de 0.01c (siendo c la velocidad de la luz). (Cuando la velocidad del protón se aproxima a la de la luz, debe usarse la cinemática relativista para calcular el movimiento, sin embargo, para una velocidad 0.01c o menor, la cinemática clásica es una suficiente aproximación.

Respuesta: a) e/m9.5788107C/kg; 9 2 m/s 10 5788 . 9   a ; b) t 3.1297104s

81. [MA] Una carga de 2.5108C. Se coloca en un campo eléctrico uniforme de intensidad 5.0104N/C dirigido hacia arriba. ¿Cuál es el trabajo que la fuerza eléctrica efectúa sobre la carga cuando ésta se mueve a) 45 cm hacia la derecha? b) 80 cm hacia abajo? c) 260 cm a un ángulo de 45º por encima de la horizontal?

82. [RH] Un electrón de 115 eV se dispara hacia una gran hoja plana de plástico cuya densidad de carga superficial es de 2.08C/m2. ¿De qué distancia debemos dispararlo, para que no golpee la hoja? (Prescinda de los efectos relativistas).

83. [RS] Un campo eléctrico uniforme existe en una región entre dos placas con carga contraria. Se libera del reposo un electrón en la superficie de una placa de carga negativa y 14.7 ns más tarde golpea la superficie de la placa contraria, a 1.95 cm de distancia. a) ¿Qué velocidad lleva el electrón al chocar contra la segunda placa? b) ¿Qué magnitud tiene el campo eléctrico?

Respuesta: a) v_f 2.6531106m/s; b) 1026.14 N/C

84. [RS] Un protón es proyectado en la dirección positiva de x al interior de una región de un campo eléctrico uniforme E6.00105iN/C en el instante t 0. El protón recorre una distancia de 7.00 cm antes de llegar al reposo. Determine a) la aceleración del protón, b) su rapidez inicial y c) el intervalo de tiempo en el cual el protón queda en reposo.

Respuesta: 17 2 m/s 10 0553 . 1   a ; b) v₀ 1.2155108 m/s; c) t 1.1518109s

85. Un electrón con una velocidad inicial v₀ 27.5106 m/s viaja paralelo a un campo eléctrico uniforme de magnitud E11.4103N/C. a) ¿Qué distancia recorrerá el electrón antes de detenerse? b) ¿qué tiempo pasará para que regrese al punto de partida?

Respuesta: a) d 0.1886m; b) t 1.3715108 s

86. [RH] Un electrón que se desplaza con una velocidad 4.86106m/s se dispara paralelamente a un campo eléctrico uniforme de magnitud 1030 N/C, dispuesto de modo que retrase el movimiento. a) ¿Qué distancia recorrerá el electrón en el campo antes de detenerse (momentáneamente) y b) ¿Cuánto tiempo transcurrirá? C) Si el campo electrico termina de modo abrupto al cabo de 7.88 mm, ¿qué fracción de su energía cinética perderá el electrón al atravesarlo?

Respuesta: a) 6.53 cm; b) 26.9 ns; c) 0.121

87. [TM] Un electrón partiendo del reposo, se acelera por la acción de un campo eléctrico uniforme E1.501010N/Cj. Después de que ele electrón recorra 1.0m, ¿cuál es su velocidad? Despreciar la fuerza gravitacional sobre el electrón.

88. [RS] Un protón se acelera a partir del reposo en un campo eléctrico uniforme de 640 N/C. Poco tiempo después su rapidez es de 1.20 Mm/s (no relativista, ya que v es mucho menor que la rapidez de la luz) a) Determine la aceleración del protón. b) ¿En qué intervalo de tiempo el protón alcanza esta rapidez? c) ¿Qué distancia recorre en ese intervalo de tiempo? d) ¿Cuál es su energía cinética al final del intervalo?

Respuesta: 13 2 m/s 10 13 . 6  ; b) 19.5s

89. [TM] Una masa de 2 g localizada en una región de campo eléctrico uniforme

i

E300N/C contiene una carga Q. La masa, liberada del reposo en x0, posee una energía cinética de 0.12 J en x0.50m. Determinar la carga Q.

Respuesta: Q8104 C

90. [RS] Los electrones en un haz de partículas tienen cada uno una energía cinética K. ¿Cuáles son la magnitud y dirección del campo eléctrico que detendrá a estos electrones en una distancia d?

Respuesta: K /ed en la dirección del movimiento

91. [RS] Entre dos placas paralelas separadas 4.00 cm existe un campo eléctrico uniforme de magnitud 640 N/C. De manera simultánea se libera un protón de la placa positiva y un electrón de la negativa. a) Determine la distancia a la placa positiva en el momento en que ambos se cruzan. (Ignore la atracción eléctrica entre el protón y el electrón). b) Repita el inciso a) ahora con un ión de sodio (Na+) y con un ión de cloro (Cl–).

Respuesta: a) 21.8m; b) 2.43 cm

92. [DF] Entre dos grandes placas metálicas paralelas separadas por una distancia cm

10



d existe un campo eléctrico uniforme. De la placa negativa se suelta un electrón y simultáneamente de la placa positiva se suelta un protón. Se desprecia la fuerza de interacción entre las dos partículas y la fuerza de gravedad. ¿En qué lugar se cruzan las dos partículas?

Respuesta: 5.45105 m

93. Un electrón es lanzado con una velocidad inicial de 1107 m/s dentro de un campo