Esercizio sul moto di una particella dentro un condensatore

[GiovanniGiove]

Tra le armature di un condensatore piano è applicata una differenza di potenziale $\DeltaV=300V$. All’interno del condensatore una particella carica, $Q=3.2*10^-19$,si muove a velocità costante.
Calcolare:
a) Il lavoro fatto dalla forza peso nel passaggio della carica
dall’armatura superiore (negativa) a quella inferiore(positiva).
b) L’energia cinetica acquistata dalla particella nel passaggio tra le due armatureSi se si riduce la differenza di potenziale $\DeltaV=100V$.

Qualche suggerimento?

[professorkappa]

Teorema delle forze vive e conservazione dell energia.

[GiovanniGiove]

Il lavoro della forza peso l'ho calcolato come: $L=q\DeltaV$ in quanto $L=U_e=mgh$
Per l'energia cinetica acquisita sarà $L=E_c=1/2mv^2=q\DeltaV$ con $\DeltaV =100$. Ti sembra giusta la risoluzione?

[professorkappa]

Piú o meno. Intanto l'esercizio é impreciso perche non ti dá la distanza fra le armature del condensatore $h$.
Nell'ipotesi di conoscerle, il lavoro fatto dalla forza peso deve eguagliare il lavoro fatto dalle forze del campo, perche sai che non c'é variazione di energia cinetica e quindi il lavoro delle forze esterne deve essere nullo.

Quindi, il lavoro della forza peso sará $L_P=Q*DeltaV$

Da questo ti trovi la massa della particella ($m=Q*(DeltaV)/(gh)$

Ora, se la differenza di potenziale diminuisce, la forza del campo elettrico ovviamente é minore della forza peso. Quindi il lavoro fatto dal campo é minore di quello fatto dalla forza peso. La differenza tra il potenziale iniziale (300V) e quello finale (100V) é quello che fa variare l'energia cinetica e, ovviamente, la fa diminuire). Ovvero

$DeltaE_k=-Q*200$