Hola a todos, espero se encuentren muy bien. Para el siguiente problema tengo una duda gigante en el punto b, para desarrollar dicho punto pensé en implementar la ecuación referente a la conservación de energía, pues en un momento inicial se tiene energía potencial, mientras que en un momento final se tiene energía cinética y potencial, el dilema es que esa potencial final depende del punto en el plano sobre el cual P caiga. Entonces, este es mi dilema, no sé cómo desarrollar ese ejercicio en su totalidad, agradezco de antemano el apoyo brindado.
De acuerdo, se debe considerar la energía potencial gravitacional y la energía potencial eléctrica. La potencial gravitacional se puede calcular ya que solo depende de la altura inicial a la que se encuentre la carga y de su masa. Sin embargo, debido a que la configuración de cargas NO es simétrica, no es trivial determinar el punto sobre el plano en el cual la carga terminará.
Para esto se deberían obtener las ecuaciones de movimiento, usando la 2da ley de Newton y determinar la trayectoria de la carga. Ya que es un problema que involucra 5 cuerpos es altamente NO trivial por lo que se debería resolver computacionalmente (numéricamente).
Lo que también se puede hacer es estimar los órdenes de magnitud de las fuerzas relevantes en el problema, la eléctrica y la gravitacional. La gravitacional tiene un orden de magnitud de
mientras que la eléctrica tiene un orden de magnitud de
Ya que la eléctrica es 1 orden de magnitud menor, se podría decir que la carga baja de forma vertical (en una primera aproximación). Con esta información ya se puede calcular el potencial eléctrico en este punto y resolver para la velocidad utilizando conservación de energía.
Mi recomendación es preguntarle al profesor que dejó este problema si la aproximación es válida.