Ejercicio - Intensidad de campo eléctrico

Ejercicio de Campo eléctrico

\( \textbf{Ejercicio.} \) Una partícula cargada positivamente se mueve en la dirección y en el sentido de un campo eléctrico uniforme. Responde razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Se detendrá la partícula?

b) ¿Se desplazará la partícula hacia donde no aumenta la energía potencial?

Solución de los Apartados

a) ¿Se detendrá la partícula?

Solución: La fuerza eléctrica que actúa sobre una partícula con carga \( q \) en un campo eléctrico uniforme \( \vec{E} \) está dada por: \[ \vec{F} = q \vec{E} \] Aplicando la segunda ley de Newton: \[ \vec{F} = m \vec{a} \quad \Rightarrow \quad \vec{a} = \frac{q}{m} \vec{E} \] Dado que la partícula está cargada positivamente (\( q > 0 \)) y se mueve en la misma dirección y sentido que el campo eléctrico \( \vec{E} \), la aceleración \( \vec{a} \) también tiene el mismo sentido que la velocidad inicial. \[ \Rightarrow \text{La partícula no se detiene, sino que acelera.} \] Por tanto, la respuesta es: \[ \boxed{\text{No, la partícula no se detendrá.}} \]

b) ¿Se desplazará la partícula hacia donde no aumenta la energía potencial?

Solución: La energía potencial eléctrica de una partícula con carga \( q \) en un campo eléctrico uniforme \( \vec{E} \) viene dada por: \[ U = q \cdot V \] donde \( V \) es el potencial eléctrico en la posición de la partícula. Cuando una partícula cargada positivamente se mueve en el sentido del campo eléctrico, se desplaza hacia zonas de menor potencial eléctrico, ya que el campo eléctrico apunta en la dirección en que disminuye el potencial. \[ \Rightarrow \text{Si } q > 0 \text{ y se mueve en la dirección de } \vec{E}, \text{ entonces } \Delta V < 0 \quad \Rightarrow \quad \Delta U = q \cdot \Delta V < 0 \] Por tanto, la energía potencial disminuye a lo largo del movimiento. \[ \boxed{\text{No, la partícula no se desplazará hacia donde aumenta la energía potencial, sino hacia donde disminuye.}} \]