Aceleración de un electrón dentro de un campo eléctrico

, por F_y_Q

Un electrón (q = -1.6\cdot 10^{-19}\ C y m = 9.1\cdot 10^{-31}\ kg) se acelera a partir del reposo en un campo eléctrico uniforme de 3 000 N/C. En cierto instante, su velocidad es de 1.30\cdot 10^6\ m/s.

a) Determina la aceleración del electrón.

b) ¿Cuánto tiempo tarda el electrón en alcanzar esta velocidad?


SOLUCIÓN:

El electrón se acelera como consecuencia de la interacción con el campo eléctrico. La fuerza que lo acelera es la fuerza eléctrica: F = E\cdot q.
a) Si igualas la fuerza eléctrica al producto de la masa por la aceleración que sufre el electrón, puedes calcular su aceleración:

E\cdot q = m\cdot a\ \to\ a = \frac{E\cdot q}{m} = \frac{3\cdot 10^3\ \frac{N}{\cancel{C}}\cdot 1.6\cdot 10^{-19}\ \cancel{C}}{9.1\cdot 10^{-31}\ kg} = \fbox{\color{red}{\bm{5.27\cdot 10^{14}\ \frac{m}{s^2}}}}


b) El movimiento del electrón es rectilíneo y uniformemente acelerado. Puedes calcular el tiempo a partir de la ecuación:

v = \cancelto{0}{v_0} + at\ \to\ t = \frac{v}{a} = \frac{1.3\cdot 10^6\ \frac{\cancel{m}}{\cancel{s}}}{5.27\cdot 10^{14}\ \frac{\cancel{m}}{s\cancel{^2}}} = \fbox{\color{red}{\bm{2.47\cdot 10^{-9}\ s}}}