Um elétron é acelerado no sentido leste a
por um campo elétrico. Determine a intensidade, a direção e o sentido do campo elétrico.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que um elétron está sendo acelerado para o leste com uma aceleração de
devido a um campo elétrico. Nosso objetivo é descobrir três coisas sobre esse campo elétrico:
- Intensidade (ou magnitude).
- Direção (para que lado ele aponta).
- Sentido (se aponta para frente ou para trás).
Para resolver isso, vamos precisar entender algumas fórmulas básicas da física que relacionam força, campo elétrico, massa e aceleração. Vamos desvendar tudo passo a passo!
Passo 2
Primeiro, precisamos saber como a força elétrica (
) está relacionada ao campo elétrico (
) e à carga (
) do elétron. A fórmula que usamos é:
Aqui,
é a força elétrica,
é a carga do elétron e
é o campo elétrico que queremos descobrir.
Passo 3
Agora, sabemos que a força também está relacionada à massa (
) do elétron e à sua aceleração (
) através da segunda lei de Newton:
Então, temos duas expressões para
. Podemos igualá-las para relacionar
,
,
e
.
Passo 4
Vamos igualar as duas expressões da força:
Agora, queremos resolver para
, então vamos isolar
:
Isso nos dá a intensidade do campo elétrico em termos da massa do elétron, da aceleração e da carga.
Passo 5
Vamos substituir os valores conhecidos na fórmula. Precisamos dos valores de:
- Massa do elétron (
): - Carga do elétron (
): (o sinal negativo indica que é uma carga negativa) - Aceleração (
):
Substituindo na fórmula:
Calculando o valor:
Passo 6
Agora, vamos interpretar o resultado:
- Intensidade:
- Direção e Sentido:
- O valor negativo indica que o campo elétrico está na direção oposta ao sentido da aceleração do elétron.
- Como o elétron está sendo acelerado para o leste, o campo elétrico está apontando para o oeste.
Resposta
O campo elétrico tem intensidade de aproximadamente
, aponta para o oeste e seu sentido é de oeste para leste.
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(A) A bola deve ter a carga oposta àquela do bastão.
(B) A bola pode ter sido originalmente neutra, mas tornou- se carregada quando o bastão foi mantido próximo.
© A bola deve ser um condutor.
(D) A bola não é positivamente carregada, mas poderia ser neutra
Explique brevemente o motivo.
(A) A bola deve ter a carga oposta àquela do bastão.
(B) A bola pode ter sido originalmente neutra, mas tornou- se carregada quando o bastão foi mantido próximo.
© A bola deve ser um condutor.
(D) A bola não é positivamente carregada, mas poderia ser neutra
Explique brevemente o motivo.
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e
, onde
é a chamada aceleração própria, ou seja, a aceleração medida no referencial instantâneo de repouso da partícula.
Um disco de raio
tem uma densidade de carga uniforme
. (a) calcular o campo elétrico para os pontos do eixo do disco. (b) a que se reduz este resultado para pontos afastados do centro,
? © e para pontos bem próximos do centro do disco,
?