La partícula de la figura está en reposo entre dos placas cargadas. La
separación de las placas es de 10 cm, la masa de la partícula es de 5 x 10-6 kg
y su carga es de 2 nC. Encuentre la diferencia de potencial entre las placas.
(Rta: 2450 V)

Para encontrar la diferencia de potencial entre las placas, utilizamos la relación entre la fuerza eléctrica, la masa de la partícula, la carga y la diferencia de potencial. La fuerza eléctrica \( F \) sobre una carga \( q \) en un campo eléctrico \( E \) es:

\[
F = qE
\]

Donde \( E \) está relacionado con la diferencia de potencial \( V \) y la distancia \( d \) entre las placas por:

\[
E = \frac{V}{d}
\]

Dado que la partícula está en equilibrio, la fuerza eléctrica es igual al peso de la partícula:

\[
F = mg
\]

Igualando las dos expresiones para \( F \):

\[
qE = mg
\]

Sustituyendo \( E \) en la ecuación:

\[
q \frac{V}{d} = mg
\]

Despejamos \( V \):

\[
V = \frac{mgd}{q}
\]

Ahora sustituimos los valores dados:

- \( m = 5 \times 10^{-6} \, \text{kg} \)
- \( g \approx 9.81 \, \text{m/s}^2 \)
- \( d = 0.1 \, \text{m} \) (10 cm)
- \( q = 2 \times 10^{-9} \, \text{C} \) (2 nC)

Sustituyendo:

\[
V = \frac{(5 \times 10^{-6} \, \text{kg})(9.81 \, \text{m/s}^2)(0.1 \, \text{m})}{2 \times 10^{-9} \, \text{C}}
\]

Calculamos:

\[
V = \frac{(5 \times 10^{-6})(9.81)(0.1)}{2 \times 10^{-9}} \approx \frac{4.905 \times 10^{-6}}{2 \times 10^{-9}} = 2452.5 \, \text{V}
\]

Por lo tanto, la diferencia de potencial entre las placas es aproximadamente **2450 V**.

¿Te gustaría que profundice en algún aspecto? Aquí tienes algunas preguntas para explorar más:

1. ¿Cómo se determina el campo eléctrico entre dos placas cargadas?
2. ¿Cuál es el efecto de cambiar la distancia entre las placas sobre la diferencia de potencial?
3. ¿Qué pasaría si la carga de la partícula se duplicara?
4. ¿Cómo afectaría aumentar la masa de la partícula a la diferencia de potencial?
5. ¿Qué otras aplicaciones prácticas tiene este principio en la tecnología moderna?

**Tip:** Siempre verifica las unidades de medida para asegurarte de que son consistentes al realizar cálculos físicos.

La partícula de la figura está en reposo entre dos placas cargadas. La separación de las placas es de 10 cm, la masa de la partícula es de 5 x 10-6 kg y su carga es de 2 nC. Encuentre la diferencia de potencial entre las placas.

Este ejemplo resuelve cómo calcular la diferencia de potencial entre placas cargadas usando una partícula de 5 x 10-6 kg y una carga de 2 nC. La solución muestra que la diferencia de potencial es aproximadamente 2450 V.

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