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.
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.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de Física sobre energia potencial eletrostática e energia cinética. A questão fala sobre uma carga positiva que é liberada em um campo elétrico uniforme e constante, e como as energias se comportam quando a carga se move na mesma direção do campo. Para resolver, vamos precisar entender como a energia potencial e a energia cinética se relacionam com o movimento da carga no campo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o **campo elétrico ($ \vec{E}
q $), dada pela fórmula:
Como a carga é positiva e se move na direção do campo elétrico, a força está fazendo a carga acelerar nessa direção.
Passo 3
A energia potencial eletrostática ($ U $) está relacionada à posição da carga no campo elétrico. A fórmula para a energia potencial é:
Onde $ V $ é o potencial elétrico. Quando a carga se move na direção do campo elétrico, o potencial elétrico $ V $ diminui.
Passo 4
Então, se $ V $ está diminuindo e $ q $ é positiva, a energia potencial $ U $ também diminui:
Passo 5
Agora, vamos falar sobre a energia cinética ($ K $). Quando a carga acelera na direção do campo, ela ganha energia cinética. A relação entre a energia potencial que diminui e a energia cinética que aumenta é dada pelo princípio da conservação da energia:
Como $ \Delta U $ é negativa, $ \Delta K $ é positiva, ou seja, a energia cinética aumenta.
Resposta
A alternativa correta é a e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.