Uma carga positiva puntiforme é liberada a partir do repouso em uma região do espaço onde o campo elétrico é uniforme e constante. Se a partícula se move na mesma direção e sentido do campo elétrico, a energia potencial eletrostática do sistema a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.
c) e a energia cinética da partícula permanecem constantes.
d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.
e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta. A alternativa correta é E.

Passo 1

Vamos lá! O enunciado fala sobre uma carga positiva que é solta em um campo elétrico uniforme e constante. Nosso objetivo é descobrir como a energia potencial eletrostática e a energia cinética da carga mudam quando ela se move na mesma direção e sentido do campo elétrico. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre energia potencial eletrostática e energia cinética em campos elétricos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é energia potencial eletrostática. Quando uma carga elétrica está em um campo elétrico, ela possui energia potencial devido à posição dela no campo. A fórmula para a energia potencial eletrostática ($ U $) é:
U
onde $ q $ é a carga e $ V $ é o potencial elétrico.

Passo 3

Como o campo elétrico é uniforme e constante, o potencial elétrico varia linearmente com a posição. Se a carga positiva se move na mesma direção do campo elétrico, isso significa que ela está se movendo para uma região de menor potencial elétrico. Então, a energia potencial eletrostática ($ U $) diminui.

Passo 4

Agora, vamos pensar na energia cinética ($ K $) da partícula. A energia cinética é dada por:
K
onde $ m $ é a massa e $ v $ a velocidade.
Como a carga está sendo acelerada pelo campo elétrico (pois a força no campo é $ F = qE $), sua velocidade aumenta. Então, a energia cinética $ K $ também aumenta.

Passo 5

Resumindo:
  • A energia potencial eletrostática diminui porque a carga se move para uma região de menor potencial.
  • A energia cinética aumenta porque a velocidade da carga aumenta devido à força do campo elétrico.

Resposta

A alternativa correta é e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.

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