Energia cinetica en campo electrico

Fórmula de la energía cinética en el campo eléctrico

Al hablar de la energía potencial gravitatoria en PY105, solemos asociarla a un solo objeto. Un objeto cercano a la superficie de la Tierra tiene una energía potencial debido a su interacción gravitatoria con la Tierra; la energía potencial realmente no está asociada a un solo objeto, proviene de una interacción entre objetos.

La energía es un escalar, no un vector. Para hallar la energía potencial eléctrica total asociada a un conjunto de cargas, basta con sumar la energía (que puede ser positiva o negativa) asociada a cada par de cargas.

Un objeto cercano a la superficie de la Tierra experimenta un campo gravitatorio casi uniforme con una magnitud de g; su energía potencial gravitatoria es mgh. Una carga en un campo eléctrico uniforme E tiene una energía potencial eléctrica que viene dada por qEd, donde d es la distancia que se mueve a lo largo (u opuesta) de la dirección del campo. Si la carga se mueve en la misma dirección que la fuerza que experimenta, está perdiendo energía potencial; si se mueve en sentido contrario a la dirección de la fuerza, está ganando energía potencial.

Energía cinética del electrón

Recordemos que anteriormente definimos el campo eléctrico como una cantidad independiente de la carga de prueba en un sistema dado, que sin embargo nos permitiría calcular la fuerza que resultaría sobre una carga de prueba arbitraria. (La suposición por defecto en ausencia de otra información es que la carga de prueba es positiva). Hemos definido brevemente un campo para la gravedad, pero la gravedad es siempre atractiva, mientras que la fuerza eléctrica puede ser atractiva o repulsiva. Por lo tanto, aunque la energía potencial es perfectamente adecuada en un sistema gravitatorio, es conveniente definir una cantidad que nos permita calcular el trabajo sobre una carga independientemente de la magnitud de la carga. Calcular el trabajo directamente puede ser difícil, ya que \ (W = \vec{F} \cdot \vec{d}\) y la dirección y la magnitud de \ (\vec{F}\) pueden ser complejas para múltiples cargas, para objetos de forma impar, y a lo largo de trayectorias arbitrarias. Pero sabemos que porque \(\vec{F}\), el trabajo, y por lo tanto \(\Delta U\) es proporcional a la carga de prueba \(q\). Para tener una magnitud física independiente de la carga de prueba, definimos el potencial eléctrico \(V\) (o simplemente potencial, ya que se entiende eléctrico) como la energía potencial por unidad de carga:

  De donde proviene la energia cinetica

Fórmula de la energía cinética

¿Es correcto el último punto? ¿He entendido algo mal? Yo también tengo otra pregunta, pero la reservaría para otro post teniendo en cuenta que no estoy seguro de los puntos anteriores que he mencionado. Mi libro no menciona absolutamente nada sobre la energía cinética, así que no estoy seguro de su presencia y condición en los cuerpos cargados.

Sí, PARA HACERLO MOVER REALMENTE una fuerza neta debe ser mayor, sin embargo digamos que proporciono una fuerza infinitesimal mayor, tendrá cierta velocidad. Y entonces moviéndose a lo largo de esa distancia habré hecho X cantidad de trabajo contra la gravedad.

Es decir, si digamos que al moverme por una distancia A a B el campo hace -W de trabajo por unidad de carga. La cantidad total de energía que necesito proporcionar para superar ese trabajo negativo, será “W”, es decir, el negativo del trabajo realizado por el campo. Como W+(-W) = 0, si yo realizo W de trabajo a lo largo de una distancia, entonces el campo me “robará” igualmente ese trabajo, sin que haya una ganancia neta de KE por parte del objeto.

  Postulados de la energia cinetica

Se trata de medir la cantidad de trabajo realizado o perdido en un objeto por el campo si se mueve a lo largo de una trayectoria determinada. El negativo de esto es la cantidad total de energía que “yo” pongo, para superar esto

Campo eléctrico de la carga puntual

Al final de esta sección deberías ser capaz de…Velocidad y energía en campos eléctricosAntes hemos visto que una partícula cargada experimentará una fuerza desequilibrada si se coloca en un campo eléctrico.    Ejemplo:Si se coloca una carga negativa en el punto A, el campo eléctrico hará que se acelere hacia el punto B.En la posición A la energía de la partícula es igual a su energía potencial eléctrica.En la posición B la partícula se ha movido a través de toda la diferencia de potencial de 2 kV.    En este punto toda su energía se ha convertido en energía cinética.  Por conservación de la energía, la energía cinética ganada es igual a la energía potencial perdida.    A partir de esto podemos calcular la velocidad de una partícula conocida de masa m y carga Q que se mueve en un campo eléctrico con una diferencia de potencial de V. La velocidad no depende de la distancia de separación entre las placas.    La velocidad no depende de la distancia de separación entre las placas. Si la distancia se redujera a la mitad o al doble, la velocidad final seguiría siendo la misma:

  Unidad derivada de la energia cinetica

Los protones liberados de la fuente de protones parten del reposo en P. Se mantiene una diferencia de potencial de 200 kV entre P y Q.Calcule: El trabajo realizado al mover un protón de P a Q y la velocidad del protón en el punto Q:N.B.Una partícula sólo experimentará una fuerza si tiene carga eléctrica.    Por lo tanto, los neutrones y todos los leptones no interactúan con un campo eléctrico.    ¿Puedes…? Haz clic aquí para ver una pregunta tipo examen3.2.3.1 Pregunta de examen

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