10ª questão - Uma partícula carregada positivamente é solta a partir do repouso no ponto P 1 em uma região sob influência de um campo eletrostático. Observa-se que ela então passa pelo ponto P 2 com velocidade v 2 = v i depois pelo ponto P 3 com velocidade v 3 = -   v j , onde i e j são os vetores unitários nas direções x e y . Sabe-se que apenas a força elétrica realiza trabalho. A respeito dos potenciais elétricos nos pontos P 1 , P 2 e P 3 , denominados respectivamente V 1 , V 2 e V 3 , podemos afirmar:

A) V 1 < V 2 < V 3

B) V 1 > V 2 > V 3

C) V 1 = V 2 = V 3

D) V 1 < V 2 = V 3

E) V 1 > V 2 = V 3

Passo 1

Iae, como vai? Essa questão está um pouco complicada? Fique tranquilo que vamos tentar te ajudar. 😎👍

Essa é uma questão bem conceitual!

Temos um uma partícula carregada positivamente situada no ponto P 1 .

Então ela é solta e, por conta de um campo elétrico, ela começa a se mover e passa pelo ponto P 2 com uma velocidade de v i .

Logo em seguida, vemos que essa partícula passa pelo ponto P 3 com uma velocidade de - v j .

Com essas informações, temos que descobrir qual é a ordem do potencial elétrico dos pontos P 1 , P 2 e P 3 .

Tem ideia de como fazer isso? 🤔🤔

Para resolver essa questão, vamos lembrar do conceito de conservação de energia.

Para um sistema adquirir energia cinética, deve haver a transformação de energia potencial para energia cinética.

Lembra de Física 1? A ideia é exatamente a mesma.

Entendeu? Bora ver como é nesse caso! 😁

Passo 2

A princípio nossa partícula está parada no ponto P 1 e quando ela é solta, ela se move para o ponto P 2 , ou seja, ela adquire energia cinética e se move.

Com isso, podemos dizer que V 1 > V 2 pois a energia potencial presente na partícula no ponto P 1 por conta do campo elétrico fez com que a partícula adquirisse energia cinética em direção a P 2 .

Entendeu?

Agora que nossa partícula passou por P 2 ela foi em direção a P 3 e nesse ponto ela passa com velocidade de - v j .

O modulo da velocidade da partícula em P 2 e P 3 são iguais portanto, a energia cinética em P 2 e P 3 são as mesmas.

Com isso, se a energia cinética é igual, certamente a energia potencial também é a mesma. Lembra, o princípio da conservação de energia faria a energia cinética variar se o potencial variasse.

Logo V 2 = V 3 .

Tranquilo até aqui? 😉

Juntando os resultados que obtivemos, temos que V 1 > V 2 = V 3 , logo, a alternativa E) condiz com o que encontramos.

E todos viveram felizes para sempre. Fim! 😉 Entendeu tudo? Responde Aí

Resposta

E) V 1 > V 2 = V 3

Exercícios Resolvidos de Cálculo do Potencial a partir do Campo Elétrico

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