Ejercicio resuelto de Campo eléctrico · Física · 2024

Una partícula cargada se coloca entre dos planos uniformemente cargados, horizontales y paralelos. El superior está cargado negativamente y el inferior positivamente. Si la partícula queda en equilibrio bajo la acción de las fuerzas eléctrica y gravitatoria, ¿cuál será el signo de la carga de la partícula? Razone la respuesta.

La carga está sometida a dos fuerzas: el peso, siempre vertical y hacia abajo, y la fuerza eléctrica. Para que quede en equilibrio, la fuerza eléctrica tiene que ser vertical y hacia arriba, y del mismo módulo que el peso:

$\vec F_e+\vec P=\vec 0\Rightarrow q\,E=m\,g$





El campo eléctrico entre dos planos cargados va siempre del plano positivo al negativo. Como el plano inferior es el positivo y el superior el negativo, el campo apunta hacia arriba:

$\vec E=E\,\vec\jmath$

La fuerza eléctrica sobre la carga es $\vec F_e=q\,\vec E$. Para que tenga el sentido del campo, es decir, hacia arriba, la carga tiene que ser POSITIVA:

$q>0$

Si la carga fuese negativa, la fuerza eléctrica apuntaría hacia abajo, en el mismo sentido que el peso, y las dos se sumarían en vez de compensarse: no habría equilibrio posible.