Autor Tema: Determinar ángulo de salida de un electrón de un tubo de TV

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17 Septiembre, 2023, 03:08 pm
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salomon

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En un tubo de TV, un electrón se acelera horizontalmente, a partir de reposo, por una deferencia potencial de 10.000 V. En seguida se lanza entre dos placas horizontales, con 5 cm lo longitud, separadas 1 cm. Se sabe que entre las placas existe una diferencia de potencial de 200 V y que, al emerger de las placas , el electrón  presenta un ángulo de deflexión alfa, en relación con la dirección inicial de su movimiento. Determine el valor del ángulo alfa.



Creo que me falta algún paso en pasar la energía potencial del eje x en velocidad.

Saludos y feliz domingo.

17 Septiembre, 2023, 04:18 pm
Respuesta #1

ani_pascual

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En un tubo de TV, un electrón se acelera horizontalmente, a partir de reposo, por una deferencia potencial de 10.000 V. En seguida se lanza entre dos placas horizontales, con 5 cm lo longitud, separadas 1 cm. Se sabe que entre las placas existe una diferencia de potencial de 200 V y que, al emerger de las placas , el electrón  presenta un ángulo de deflexión alfa, en relación con la dirección inicial de su movimiento. Determine el valor del ángulo alfa.

Creo que me falta algún paso en pasar la energía potencial del eje x en velocidad.

Saludos y feliz domingo.
Hola:
Creo que tienes datos suficientes y necesarios.
Con la diferencia de potencial entre las placas y la distancia que las separa puedes hallar el campo eléctrico entre ellas y por ende la aceleración del electrón. Luego calculas las componentes horizontal \( v_x \) y vertical  \( v_y \) de la velocidad del electrón al final del trayecto, es decir, al salir de las placas, y el ángulo que piden es \( \alpha=\arctg\left(\dfrac{v_y}{v_x}\right) \) A ver si con esta idea te sale
Saludos

17 Septiembre, 2023, 05:48 pm
Respuesta #2

Richard R Richard

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La velocidad inicial al ingreso de las placas la puedes sacar por conservación de la energía... la energía eléctrica que aplica el potencial inicial tiene que ser igual a la energía cinética adquirida por del electrón

\( U=q_eV_i=\dfrac12m_ev_h^2 \)

Te dicen que \( v_h \) es la velocidad horizontal , debes ya saber que esta no se verá afectada por una fuerza vertical al atravesar las placas,

La aceleración vertical para la deflexión la calculas con la segunda ley de Newton y suponiendo que el campo eléctrico entre las placas es constante.

\( E=\dfrac{\Delta V_p}{d} \)

\( q_eE=m_ea \)

con esto tienes el valor de la aceleración para la deflexión

el tiempo que tarda en cruzar las placas su longitud sobre la velocidad en horizontal

\( t=\dfrac{l_p}{v_h} \)

la velocidad que adquiere en dicho tiempo suponiendo que la aceleracion es constante surge de

\( v_v=at \)

Luego aplicas lo que te dijo ani_pascual para calcular el ángulo de deflexión
con mi notación

\( \alpha=\arctg\left(\dfrac{v_v}{v_h}\right) \)

Lo que queda por corroborar es si realmente sale por el final de placa o la choca previamente, es decir que no se eleva mas que la distancia entre placas durante el trayecto.

Para que salga por el extremo opuesto se tiene que cumplir que \( d>\Delta h_v=\dfrac12a t^2 \)


Saludos




Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

17 Septiembre, 2023, 07:16 pm
Respuesta #3

ani_pascual

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Si no me he equivocado, según mis cálculos, \( \Delta h=1,249 \,mm \), por lo que parece que el electrón sí saldría de las placas.
No sé si a vosotros os da lo mismo. Respecto al ángulo me sale \( \alpha=2,857^{\circ} \)
Saludos

17 Septiembre, 2023, 10:53 pm
Respuesta #4

JCB

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Si no me he equivocado, según mis cálculos, \( \Delta h=1,249 \,mm \), por lo que parece que el electrón sí saldría de las placas.
No sé si a vosotros os da lo mismo. Respecto al ángulo me sale \( \alpha=2,857^{\circ} \)
Saludos

Hola a tod@s.

A mí me da aproximadamente igual: \( \Delta y=1,2500\ mm \), \( \theta=0,0500\ rad=2,8624^{\circ} \).

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.