Calculadora de aceleración de partícula en campo eléctrico (a = qE/m)
Una partícula con 0,000002 C y 0,001 kg en un campo de 5000 N/C acelera a 10 m/s². Escriba la carga, la masa y la intensidad del campo, con signo para indicar el sentido, y obtenga la carga por el campo dividida entre la masa. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Q
- 0,000002
- M
- 0,001
- E
- 5 000
- Carga
- 0,000002
- Masa
- 0,001
- Campo eléctrico
- 5 000
- Campo
- 5 000
Una calculadora de aceleración de una partícula en un campo eléctrico combina la segunda ley de Newton con la fuerza eléctrica F = qE para dar a = qE/m para una partícula cargada en un campo uniforme. Los signos de la carga y del campo llevan la dirección a lo largo del eje elegido, de modo que los electrones negativos aceleran en sentido opuesto al campo.
Qué significa a = qE/m para una partícula cargada
En electrostática clásica, un campo eléctrico uniforme E ejerce una fuerza F igual a q E sobre una carga puntual q, y la segunda ley de Newton F igual a m a convierte esa fuerza en una aceleración a igual a q E dividido entre m. Cuando la carga está en culombios, la masa en kilogramos y el campo en newtons por culombio o voltios por metro, el resultado queda en metros por segundo al cuadrado, la unidad SI de aceleración.
La fórmula explica por qué las partículas subatómicas alcanzan aceleraciones enormes en campos modestos: un electrón tiene una carga diminuta pero una masa aún más diminuta, de modo que el cociente q E entre m puede llegar a diez a la catorce metros por segundo al cuadrado en un campo de apenas mil newtons por culombio. La dirección sigue el signo del producto: una carga positiva acelera en la dirección de E, mientras que una negativa acelera en sentido opuesto a E, y un campo negativo invierte ambas.
Carga cero o campo cero da aceleración nula, lo cual es físicamente válido y no es un error. Una masa cero se rechaza directamente: la división entre cero no tiene sentido físico aquí y el modelo es puramente clásico, así que las partículas relativistas sin masa quedan fuera del alcance. La herramienta asume un campo uniforme y movimiento no relativista; no integra trayectorias, no maneja mapas de campo no uniformes ni aplica correcciones relativistas cuando las velocidades se acercan a la de la luz.
Consejos prácticos, límites y búsquedas relacionadas
Convierta todo a unidades SI base antes de llamar si desea la aceleración directamente en metros por segundo al cuadrado: microculombios a culombios, gramos a kilogramos, kilovoltios por metro a voltios por metro. La notación científica es su aliada en problemas de partículas—un electrón mide unos 1.602e-19 culombios y 9.109e-31 kilogramos, y un protón tiene la misma magnitud de carga con una masa cercana a 1.673e-27 kilogramos—así que el cociente se mantiene manejable.
Esta página apunta a quienes buscan calculadora de aceleración de partícula en campo eléctrico, a equals qE over m, o aceleración de una partícula cargada; no es un integrador de trayectorias, ni un modelo relativista de aceleradores, ni un solver de campo a partir de cargas. Si necesita primero la fuerza, use una herramienta de fuerza en campo eléctrico y divida entre la masa usted mismo; si necesita la velocidad tras cierta distancia, combine el resultado con cinemática.
Las comprobaciones de ida y vuelta son fáciles: multiplique la aceleración publicada por la masa y confirme que coincide con q por E dentro del mismo redondeo a doce decimales.
Qué puede hacer con ella
Comprobación de deberes con a = qE/m
Los estudiantes introducen carga, masa y campo de problemas de libro y comparan magnitud y signo de la aceleración calculada a mano con un resultado determinista antes de entregar.
Estimaciones rápidas para montajes de laboratorio
Los técnicos estiman con qué fuerza acelerará una gota cargada, un ion o un electrón en un campo de placas conocido antes de ajustar la tensión o la separación de electrodos.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la aceleración de una partícula cargada en un campo eléctrico?
El campo ejerce F = qE sobre la carga, y la segunda ley de Newton da a = F/m, de modo que a = qE/m. En unidades SI, q en culombios, E en N/C (o V/m) y m en kilogramos dan a en m/s^2.
¿Importa el signo de la carga?
Sí. Una carga positiva acelera en la dirección de E; una carga negativa (como un electrón) acelera en sentido opuesto a E. Esta herramienta devuelve un escalar con signo a lo largo del eje elegido.
¿Qué ocurre si la masa es cero?
La división entre cero no está definida y el modelo clásico no cubre partículas sin masa.
¿Maneja velocidades relativistas?
No. Es la a = qE/m clásica. Cuando el movimiento resultante se acerca a la velocidad de la luz se necesita dinámica relativista y este resultado es solo una primera aproximación.
¿Es gratuita la calculadora de aceleración de partículas?
La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta en local.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/acceleration-of-particle-in-electric-field \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"q":1.602e-19,"m":9.109e-31,"E":1000}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/acceleration-of-particle-in-electric-field", {
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const { task_id } = await res.json();import os, requests
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"q": 1.602e-19,
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$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/acceleration-of-particle-in-electric-field", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
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]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"q":1.602e-19,"m":9.109e-31,"E":1000}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/acceleration-of-particle-in-electric-field", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"q": 1.602e-19,
"m": 9.109e-31,
"E": 1000
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.acceleration_of_particle_in_electric_field",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Límites
max_abs | 1000000000000 |
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Una masa cero, una cadena no numérica o cualquier entrada no finita falla con invalid_input en lugar de inventar una respuesta. La ruta es aritmética puramente determinista—sin red, sin aleatoriedad, sin reloj—así que el ejecutor gratuito del navegador y la API prepago devuelven el mismo JSON tras el redondeo decimal fijo en cada llamada.
Cómo llamar a la API y qué recibe de vuelta
Prefiera enviar números en lugar de cadenas preformateadas; las cadenas numéricas se aceptan solo si coinciden con un patrón finito estricto, incluida notación científica opcional como 1.602e-19. Envíe un cuerpo JSON con tres números finitos obligatorios: q (alias charge y Q) para la carga en culombios, m (alias mass y M) para la masa en kilogramos, y E (alias electric_field, field y field_strength) para la intensidad de campo en newtons por culombio o voltios por metro. Los valores absolutos de entrada deben permanecer dentro de un billón, y la aceleración calculada debe seguir siendo finita y menor que diez a la treinta para que los resultados sean representables en precisión doble IEEE en el Worker y en el navegador. En caso de éxito la respuesta repite q, charge, m, mass, E, electric_field y field redondeados; asigna a y acceleration al mismo cociente redondeado; formula a la cadena a equals q E over m; equation a una línea de sustitución legible; unit_acceleration a m/s^2 con las demás unidades SI; message a un resumen breve en inglés; y steps a un array ordenado con valores dados, fórmula, sustitución, nota de dirección y resumen. La validación fallida—campos ausentes, cadenas no numéricas, números no finitos, masa cero o valores fuera de rango—devuelve invalid_input y nunca se cobra. El precio es un $0.002 fijo por petición exitosa con unidad item.
Consejos prácticos, límites y búsquedas relacionadas
Al enseñar, combine ejemplos: una carga de dos microculombios sobre una masa de un gramo en un campo de cinco mil newtons por culombio acelera a diez metros por segundo al cuadrado; invertir el signo de la carga invierte la aceleración; campo cero da aceleración nula; y una masa cero demuestra la ruta dura de invalid_input. Las tareas fallidas que devuelven invalid_input no consumen saldo prepago, lo que mantiene baratos los scripts exploratorios cuando los alumnos envían valores incorrectos a propósito.
Casos de integración
Pruebas unitarias de solvers de física
Genere casos conocidos de aceleración positiva, negativa y nula, más rechazos deliberados por masa cero, como valores esperados para kata de código y fixtures de CI.