Quando um carga negativa se move na direção oposta ao campo elétrico, a carga aumenta. a carga ganha energia potencial. o campo realiza trabalho sobre a carga. a carga realiza trabalho sobre o campo.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está falando. Temos uma carga negativa que está se movendo na direção oposta ao campo elétrico. O assunto aqui é Eletrostática, especificamente sobre trabalho e energia potencial elétrica. Para resolver isso, vamos precisar entender como forças elétricas atuam sobre cargas e como isso afeta a energia e o trabalho realizado nesse processo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um campo elétrico. Um campo elétrico é uma região ao redor de uma carga onde outra carga sente uma força elétrica. A direção do campo elétrico é definida como a direção que uma carga positiva se moveria se estivesse nesse campo.
Passo 3
Agora, vamos considerar a carga negativa. Como o campo elétrico é a direção que uma carga positiva se moveria, uma carga negativa sente a força na direção oposta ao campo elétrico. Ou seja, se o campo elétrico está apontando para a direita, a força sobre uma carga negativa estará para a esquerda.
Passo 4
Quando a carga negativa se move na direção oposta ao campo elétrico, ela está se movendo na mesma direção da força que o campo elétrico exerce sobre ela. Para que isso aconteça, alguma força externa deve estar fazendo esse movimento, porque a força do campo elétrico está tentando puxar a carga de volta.
Passo 5
Vamos falar sobre energia potencial elétrica. A energia potencial elétrica depende da posição da carga no campo elétrico. Se a carga se move na direção oposta ao campo, está aumentando sua distância em relação à direção do campo, o que significa que a energia potencial elétrica da carga está aumentando.
Passo 6
Sobre trabalho realizado: O trabalho realizado por uma força é dado por
, onde
é a força,
é o deslocamento e
é o ângulo entre a força e o deslocamento.
Passo 7
No caso do campo elétrico realizando trabalho sobre a carga negativa: Como a força do campo elétrico está na direção oposta ao deslocamento da carga, o ângulo
é 180 graus. Assim,
, o que significa que o trabalho realizado pelo campo é negativo. Isso indica que o campo elétrico está retirando energia da carga.
Passo 8
Por outro lado, se considerarmos o trabalho realizado pela carga sobre o campo, isso seria equivalente a trabalho realizado por uma força externa que move a carga contra a força do campo. Nesse caso, esse trabalho seria positivo, indicando que energia está sendo transferida para o sistema.
Resposta
Quando uma carga negativa se move na direção oposta ao campo elétrico, a carga ganha energia potencial elétrica e realiza trabalho sobre o campo.