¿Cómo pierde energía la placa paralela al desviar partículas cargadas?

Supongamos que tiene una configuración de placas paralelas, cada placa se carga con ± Q de carga y luego se desconecta de la fuente de alimentación y se aísla del entorno. No hay forma de que las placas se descarguen y hay un campo eléctrico entre las placas.

Ahora digamos que disparas un electrón dentro de las placas, dado que el electrón está cargado, se verá afectado por el campo eléctrico y acelerará hacia las placas positivas.

Dado que el campo eléctrico realiza trabajo sobre el electrón, la energía de la placa paralela/campo eléctrico debe perderse, pero ¿cómo puede ser eso si las placas no se mueven ni pierden carga?

¿Qué you fire an electron inside the platessignifica? ¿Disparas un electrón en la placa? ¿O simplemente se está moviendo repentinamente dentro de la placa?
Si comprende por qué no se hace la misma pregunta en otras situaciones, comprenderá cómo responderla aquí: Considere la posibilidad de que un objeto caiga a la tierra. El campo gravitatorio realiza trabajo sobre ella, pero la Tierra no se mueve ni pierde masa.
@Steeven Sí, aunque no tiene que apuntar al plato. Mientras esté entre la placa, acelerará hacia el positivo (lo que implica que la partícula es negativa)
@ACuriousMind Ohhh, creo que ahora lo entiendo. (energía potencial de la ubicación del electrón). Gracias por la pista. ¿Debo eliminar la pregunta ahora que lo sé o la dejo aquí?
Si cree que esta pregunta no será útil para otra persona, elimínela; si cree que alguien podría beneficiarse de leer la respuesta explícita, escriba la respuesta usted mismo :)
"hay trabajo realizado sobre el electrón por el campo eléctrico" dice quién? Si el electrón entra desde muy lejos/infinito (energía potencial cero) y atraviesa el capacitor sin chocar con nada, saldrá de la región rumbo a otra región de energía potencial cero. Es decir, tendrá la misma energía entrando y saliendo de la región, no se realiza trabajo neto.

Respuestas (1)

Los comentarios de @aquirdturtle me llevaron a reescribir mi respuesta y darme cuenta de que era una pregunta que valía la pena hacer.

@ACuriousMind ha comparado la situación con una masa que cae sobre la Tierra. En ese caso, la masa y el sistema Tierra pierden energía potencial gravitacional y ambos ganan energía cinética, aunque casi toda reside en la masa.

Continuando con la analogía gravitacional, ¿quizás sea un ejemplo de asistencia de gravedad o tirachinas gravitacional? Esa idea puede descartarse porque el efecto honda funciona porque no solo se mueve el satélite sino también el planeta.

Este tipo de configuración descrita fue utilizada por Thomson para medir la carga específica mi metro del electrón donde los electrones fueron primero acelerados y luego desviados por un campo E (y un campo magnético).

Así que suponga que un electrón viaja a velocidad constante a lo largo de una línea recta que es paralela a las placas y que a una gran distancia de las placas, el electrón tiene cero energía potencial eléctrica y algo de energía cinética.

El electrón está bajo la influencia del campo E debido a la disposición de placas paralelas y experimenta una fuerza que lo acelera; aumentando así la energía cinética del electrón mientras disminuye la energía potencial del electrón.

Dado que el campo E debido a una disposición de placas paralelas cargadas es pequeño fuera de la región de las placas paralelas, este cambio en la energía cinética y el cambio resultante en la dirección de la velocidad del electrón solo son significativos cuando el electrón está entre las placas paralelas.

A medida que el electrón abandona la disposición de placas paralelas, gana energía potencial y pierde energía cinética. Eventualmente, la energía potencial del electrón será cero.

Esto no es cierto si el electrón viene desde el infinito / muy lejos, es decir, potencial cero. El movimiento del electrón cambiaría en la vecindad de las placas, pero entraría y saldría de la región con la misma energía cinética.
Tiene razón en que cuando el electrón está muy lejos, no sentirá el campo E debido a las placas paralelas, pero una vez bajo la influencia del campo E, se acelerará y ganará energía cinética. Piense en el movimiento del electrón como un componente de velocidad en ángulo recto con el campo E que no cambia porque no hay fuerza en esa dirección y una velocidad creciente paralela al campo E al igual que el movimiento de un proyectil en un campo gravitacional con el proyectil se lanza horizontalmente desde lo alto de un acantilado.
Estoy de acuerdo en que gana energía temporalmente a medida que ingresa a la región. El punto es que a medida que sale de la región, perderá esa energía cinética a medida que aumenta su energía potencial, por lo que no se realiza ningún trabajo neto. A corto plazo, la forma en que la placa del capacitor pierde energía es porque las partículas cargadas dentro de la placa se moverán ligeramente en respuesta al electrón cercano.
Ahora entiendo. Estaba pensando más en la carga mientras estaba entre las placas. Es por eso que usé la situación del camino inverso comenzando desde entre las placas y alejándome de ellas.
Creo que deberías mencionar esto en tu respuesta. Me parece que el OP podría pensar que las placas del capacitor hacen un trabajo neto en la partícula incluso después de que la partícula abandona la región. Aunque tal vez sea solo yo.
aquirdturtle He hecho lo que me pediste.
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