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
diminui e a energia cinética da partícula diminui. aumenta e a energia cinética da partícula diminui. diminui e a energia cinética da partícula aumenta. aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
diminui e a energia cinética da partícula diminui. aumenta e a energia cinética da partícula diminui. diminui e a energia cinética da partícula aumenta. aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma carga positiva que é liberada do repouso em uma região onde o campo elétrico é uniforme e constante. Queremos descobrir como a energia potencial eletrostática e a energia cinética da partícula mudam quando ela se move na mesma direção e sentido do campo elétrico. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre energia potencial elétrica e energia cinética, além de como elas se relacionam com o movimento da carga no campo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que uma carga elétrica em um campo elétrico sofre uma força. A força elétrica (
) que atua na carga
é dada por:
onde
é o campo elétrico.
Passo 3
Como a carga é positiva e está se movendo na mesma direção do campo elétrico, a força exercida sobre ela também está nessa direção. Isso significa que a força está fazendo a carga acelerar na mesma direção do movimento.
Passo 4
Agora, sobre a energia potencial eletrostática (
): ela está relacionada à posição da carga no campo elétrico. A variação da energia potencial quando a carga se move uma distância
é dada por:
O sinal negativo indica que, se a carga se move na direção do campo elétrico (
positivo), a energia potencial diminui.
Passo 5
Quanto à energia cinética (
): ela está relacionada ao movimento da carga. A energia cinética é dada por:
onde
é a massa da carga e
sua velocidade. Como a força está fazendo a carga acelerar, a velocidade
aumenta, o que faz a energia cinética aumentar.
Passo 6
Resumindo:
- A energia potencial eletrostática diminui porque a carga está se movendo na direção do campo elétrico.
- A energia cinética aumenta porque a carga está acelerando devido à força do campo elétrico.
Resposta
A energia potencial eletrostática do sistema diminui e a energia cinética da partícula aumenta. Alternativa C.