Duas grandes placas metálicas, separadas pela distância , têm uma diferença de potencial de entre si, como no diagrama.
Um próton e um pósitron (que é um elétron carregado positivamente) são soltos a partir do repouso na superfície da placa mantida a .
Qual(is) das seguintes afirmações é(são) correta(s)?
- A aceleração do pósitron é maior do que a aceleração do próton.
- A aceleração do pósitron é a mesma que a aceleração do próton.
- A aceleração do pósitron é menor do que a aceleração do próton.
- A energia cinética do pósitron será maior do que a energia cinética do próton imediatamente antes de ambos atingirem a placa .
- A energia cinética do pósitron será a mesma que a energia cinética do próton imediatamente antes de ambos atingirem a placa .
- A energia cinética do pósitron será menor do que a energia cinética do próton imediatamente antes de ambos atingirem a placa .
Somente e ;
Somente e ;
Somente e ;
Somente e ;
Somente e ;
Passo 1
Olhando para as afirmações, basicamente temos que comparar a aceleração e a energia cinética do pósitron e do elétron.
Vamos começar com a aceleração, beleza?
A força que irá agir sobre a partícula carregada é dada por:
Onde corresponde à carga elétrica e corresponde ao campo elétrico.
Como temos placas planas paralelas, a relação entre a diferença de potencial e o campo elétrico é dada por:
Ok! Agora já podemos analisar esse cara.
O pósitron e o próton possuem a mesma carga, estão submetidos à mesma diferença de potencial e a separação entre as placas é a mesma para os dois.
No entanto, como o pósitron é um elétron carregado positivamente, e a massa do elétron é menor que a massa do próton :
Assim, analisando as afirmações de I a III, vemos que a afirmação correta é a I.
Passo 2
Agora vamos analisar a energia cinética, ok?
Quando carga passar de uma placa para a outra, toda a energia potencial será transformada em energia cinética , logo:
As duas partículas estão submetidas à mesma diferença de potencial, e como o pósitron é um elétron carregado positivamente, as cargas do pósitron e do próton são iguais, logo:
Analisando de IV a VI, a afirmação correta é a V.
Assim, a opção certa é a letra .
Resposta
Somente e ;