Encontré una pregunta con respecto a la fuerza G máxima que la electrónica puede soportar, y de inmediato se preguntó a qué velocidad / fuerza se alterará y / o detendrá el flujo de electrones.
Puede que no esté pensando bien en esto, pero si no lo entiendo, por favor, explique.
He conectado esto en Wolfram Alpha. YMMV sobre esto, pero maldito Jim, soy un ingeniero, no un físico.
Spoiler: 5 × 10 ^ 21 "Gs"
(Me doy cuenta de que el carbono tiene seis protones, ¡pero no creo que eso afecte significativamente la respuesta!)
Primero, asumamos un capacitor de placa horizontal con un electrón libre en su campo. Para cancelar la gravedad (es decir, dejar que el electrón se desplace), necesita un campo eléctrico dado por $$ Ee = m_eg $$ $$ E = \ frac {m_eg} {e} = \ frac {9.1 \ cdot10 ^ {- 31} kg \ cdot 9.81m / s ^ 2} {1.6 \ cdot10 ^ {- 19} C} = 55.8 \ cdot10 ^ {-12} V / m $$
Este es un campo realmente muy pequeño, y sería imposible medirlo, ya que sus dispositivos de medición también se verán afectados por la gravedad.
Sin embargo, hubo experimentos para medir los efectos de las fuerzas que se acoplan a la masa de electrones:
K. V. Nichols utilizó un disco giratorio de metal e intentó medir la tensión entre el eje y el borde exterior:
El voltaje esperado es
$$ U = \ frac {m_e \ omega ^ 2R ^ 2} {2e} $$
Nichols usó un radio de \ $ R = 0.1m \ $ y \ $ \ omega = 100 / s \ $, lo que lleva a \ $ U = 3 \ cdot 10 ^ {- 10} V \ $. Esto nuevamente es un voltaje increíblemente bajo, y Nichols tampoco logró medirlo. Otros efectos en las superficies de contacto fueron mayores. El problema es que estos efectos aumentan con la velocidad / radio del disco, por lo que no hay manera de aumentar el efecto deseado al aumentar la velocidad o el radio.
Richard C. Tolman usó otra configuración, que consiste en una bobina que gira alrededor de su eje. Al acelerar / desacelerar la bobina, debe haber un voltaje entre los extremos del cable debido a la inercia de los electrones:
Fuente como arriba
El voltaje esperado es
$$ U = \ frac {m_el} {e} \ frac {dv} {dt} $$
\ $ l = \ $ es la longitud del cable. El libro de física con estas imágenes no da dimensiones, pero si asumimos un cable de 100 m de longitud y una aceleración de 1 g, esto da \ $ 5.5 \ cdot 10 ^ {- 9} V \ $. Esto es aproximadamente 20 veces el valor del otro experimento, pero puede lograr fácilmente una mayor aceleración de 10 g y más.
Finalmente, puedes reinterpretar la última fórmula. Da el voltaje dentro de una pieza de metal a lo largo de una distancia a lo largo de la cual existe una aceleración constante de a = dv / dt. Pero también demuestra que el efecto es despreciable. Incluso para Burj Arab, ese edificio de 830 m, habrá un voltaje de \ $ U = 4.6 \ cdot10 ^ {- 8} V \ $ a través de los cables desde el suelo hasta la parte superior debido a la gravedad. Y como se dijo, si conectas un multímetro, la gravedad también afecta a sus cables, y no medirías ningún voltaje.
(Sí, físico aquí ...)
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