Uma carga positiva q é disparada através de um pequeno orifício na placa positiva de um capacitor. q acelera ou desacelera dentro do capacitor? Responda esta pergunta duas vezes:
(a) Primeiro usando o conceito de força.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma carga positiva $ q $ que é lançada através de um pequeno orifício na placa positiva de um capacitor. A pergunta é: essa carga $ q $ vai acelerar ou desacelerar dentro do capacitor? Para resolver isso usando o conceito de força, vamos precisar saber sobre forças elétricas e como elas agem em cargas dentro de um campo elétrico.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que um capacitor tem duas placas: uma positiva e uma negativa, separadas por um espaço. Entre essas placas, existe um campo elétrico uniforme $ \vec{E} $, que aponta da placa positiva para a negativa. Esse campo elétrico gera uma força sobre qualquer carga que esteja nesse campo.

Passo 3

A força elétrica $ \vec{F} $ que age sobre uma carga $ q $ dentro de um campo elétrico $ \vec{E} $ é dada pela fórmula:
F
Essa força determina se a carga vai acelerar ou desacelerar.

Passo 4

No nosso caso, a carga $ q $ é positiva e ela está saindo da placa positiva. Como o campo elétrico $ \vec{E} $ aponta da placa positiva para a negativa, a força elétrica $ \vec{F} $ também aponta na mesma direção do campo.

Passo 5

Se a força $ \vec{F} $ estiver na mesma direção do movimento da carga, ela vai acelerar a carga. Se a força estiver na direção oposta ao movimento, vai desacelerar a carga.

Passo 6

Como a carga $ q $ está saindo da placa positiva, seu movimento inicial é na direção do campo elétrico. A força $ \vec{F} $ também está na mesma direção, então ela vai acelerar a carga.

Resposta

A carga positiva $ q $ acelera dentro do capacitor porque a força elétrica atua na mesma direção do seu movimento.

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