Um campo elétrico uniforme tem módulo de 2,00 kV / m e aponta para +x.
(b) Uma carga pontual de +3,00 mu C é solta, do repouso, da origem. Qual é a variação da energia potencial da partícula ao sair do plano x=0,00 m e chegar ao plano x=4,00 m ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um campo elétrico uniforme com intensidade de 2,00 , kV/m que aponta na direção +x. A tarefa aqui é descobrir como a energia potencial de uma carga de +3,00 , muC muda quando ela se move do ponto x = 0,00 , m para x = 4,00 , m. Para isso, vamos precisar entender como calcular a variação da energia potencial em um campo elétrico uniforme.

Passo 2

Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional (SI) para facilitar os cálculos. O campo elétrico E é dado por 2,00 , kV/m, que é igual a 2000 , V/m. A carga q é +3,00 , muC, ou seja, 3,00 times 10^-6 , C.

Passo 3

Sabemos que a energia potencial elétrica ( U) de uma carga em um campo elétrico é dada pela fórmula:
U = q cdot V
onde V é a diferença de potencial elétrico.

Passo 4

A variação da energia potencial ( De) quando a carga se move no campo elétrico pode ser calculada por:
De
onde De é a diferença de potencial entre os dois pontos.

Passo 5

Em um campo elétrico uniforme, a diferença de potencial ( De) entre dois pontos separados por uma distância De é:
De
O sinal negativo indica que o potencial diminui na direção do campo elétrico.

Passo 6

Substituindo De na fórmula da variação da energia potencial:
De

Passo 7

Agora, vamos substituir os valores conhecidos na equação:
De

Passo 8

Calculando os valores:
De

Passo 9

Convertendo para joules:
-24.000 times 10^-6 , J = -0,024 , J

Resposta

A variação da energia potencial da partícula ao se mover de x = 0,00 , m para x = 4,00 , m é -0,024 , J.

Exercícios relacionados