Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Septiembre 2015

P2.  Dos  láminas  conductoras  con  igual  carga y signo contrario están colocadas horizontalmente y separadas 5 cm. La intensidad del campo eléctrico en su interior es  . Una microgota de aceite cuya masa es de   kg, y con carga negativa, está en equilibrio suspendida en un punto equidistante de ambas placas.

a)   Razona cuál de las dos láminas está cargada positivamente.

b)  Determina la carga de la microgota.

c)   Calcula la diferencia de potencial entre las láminas conductoras.

(Dato: )

a)   En  el  siguiente  esquema  se  ve  que,  para que la gota se mantenga en equilibrio entre la dos placas, la suma de las fuerzas que aparecen sobre ella deben de ser nulas. Debe existir, por lo tanto, una fuerza que compense el peso y es la fuerza eléctrica que ejercen las placas, que debe tener el mismo módulo, igual dirección y sentido contrario. Para que esta fuerza tenga sentido contrario, como la gota está cargada negativamente, la placa inferior debe repelerla, tiene que tener el mismo signo, y la placa superior atraerla, debe tener signo contrario.

b)   Como dijimos en el apartado anterior, los módulos de las dos fuerzas que aparecen sobre la gota tienen que ser iguales. De esa igualdad, podemos calcular la carga de la gota:

Por lo tanto la carga de la microgota es   C.

c)    La  diferencia  de  potencial  entre dos placas conductoras es igual al producto del campo eléctrico por la distancia de separación de las mismas: