Problema 2 de Física de la Selectivitat 2024

Juny 2024, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

P2) En una impressora de tinta, les gotes de tinta tenen una massa de 3,00 \mu\text{g} i una càrrega negativa de -9,00 \text{nC}. Les gotes carregades són guiades per un tub abans d'entrar en una primera zona on un camp elèctric uniforme i horitzontal les accelera sense desviar-les. El camp elèctric el creen dues plaques conductores (ànode i càtode) foradades per tal de deixar passar les gotes. La distància entre l'ànode i el càtode és de 5,00 \text{cm} i la diferència de potencial entre ells és de 50,0 \text{V}. [Esquema de les plaques i la trajectòria de les gotes de tinta] a) Representeu les línies de camp elèctric en la figura superior. Indiqueu quina placa està connectada a potencial alt i quina a potencial baix. Sabent que l'ànode està carregat positivament i que el càtode està carregat negativament, indiqueu quina placa és l'ànode i quina placa és el càtode. Justifiqueu tant la representació de les línies de camp com les respostes. Calculeu el mòdul de la velocitat a la qual les gotes surten d'aquesta primera zona si quan hi entren la velocitat es pot considerar pràcticament nulla. [1,25 punts] b) Just després, les gotes entren en una segona zona on dues plaques carregades generen un camp elèctric uniforme, vertical i dirigit cap avall. Les plaques estan sotmeses a una diferència de potencial de 30,0 \text{V} i estan separades 1,50 \text{cm}. Suposant que el camp elèctric només hi és al llarg de 2,00 \text{cm}, determineu el mòdul de l'acceleració de les gotes en aquesta segona zona. Quin tipus de moviment descriuen les gotes en aquesta segona zona? [1,25 punts] NOTA: Negligiu la força de la gravetat i la força de fregament.

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

Veure la solució del problema