Um elétron é liberado a partir do repouso em um campo elétrico uniforme, de módulo 2,00 × 10 N/C. Determine a aceleração do elétron. (Ignore os efeitos da gravitação.)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um elétron que é largado do repouso em um campo elétrico uniforme com módulo
. Nosso objetivo aqui é encontrar a aceleração desse elétron. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre força elétrica e como ela relaciona com a aceleração.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que a força que atua sobre uma carga elétrica em um campo elétrico é dada pela fórmula:
Aqui,
é a carga do elétron e
é o campo elétrico. Vamos calcular essa força.
Passo 3
Sabemos que a carga de um elétron é
C. O campo elétrico dado é
(vou assumir que o expoente está faltando, mas vamos usar como está para continuar). Substituindo na fórmula da força:
A força é negativa, indicando que ela está na direção oposta ao campo elétrico, mas como queremos a aceleração, vamos considerar apenas o valor absoluto.
Passo 4
Agora, para encontrar a aceleração, usamos a segunda lei de Newton:
Queremos isolatar
:
Precisamos do valor da massa do elétron, que é
kg.
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula da aceleração:
Simplificando os números:
Resposta
A aceleração do elétron é aproximadamente
.
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tal que
,
seja ortogonal a
e o ângulo entre
e
seja
.
Determinar o valor de
para que os vetores
e
sejam
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, e o volume submerso da prancha é
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Sabendo que
e
, calcular