Um elétron possui velocidade inicial de
na direção
. Ele entra em um campo elétrico uniforme definido pelo vetor
. (a) Determine a aceleração do elétron. (b) Quanto tempo é necessário para o elétron mover-se 10 cm na direção
na presença desse campo? © Qual é o valor do desvio do elétron e em que direção ele ocorre após o percurso de 10 cm na direção x na presença desse campo?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um elétron que se move inicialmente na direção
com uma velocidade de
. Ele entra em um campo elétrico uniforme definido por
, que está na direção
. A matéria envolvida aqui é a Física focando em movimento de partículas carregadas em campos elétricos. Para resolver, vamos precisar das leis de Newton, da força elétrica sobre uma carga e das equações de movimento com aceleração constante.
Passo 2
Primeiro, vamos resolver a parte (a): determinar a aceleração do elétron.
Quando uma partícula carregada entra em um campo elétrico, ela experimenta uma força elétrica
dada por:
onde
é a carga da partícula e
é o campo elétrico.
Sabemos que a massa
do elétron é
e a carga do elétron é
.
Aplicando a segunda lei de Newton
, podemos encontrar a aceleração
:
Passo 3
Vamos calcular a aceleração:
Substituindo os valores:
A aceleração é na direção
e tem um valor de aproximadamente
.
Passo 4
Agora, vamos para a parte (b): determinar o tempo necessário para o elétron percorrer 10 cm na direção
.
Como a aceleração está na direção
e não na direção
, a velocidade na direção
permanece constante, já que não há força atuando nessa direção.
Usamos a equação do movimento retilíneo uniforme:
Onde:
Resolvendo para
:
Passo 5
Finalmente, vamos para a parte ©: encontrar o valor do desvio do elétron e a direção desse desvio após percorrer 10 cm na direção
.
O desvio ocorre na direção
devido à aceleração que calculamos. Vamos usar a equação do movimento uniformemente acelerado:
Substituindo os valores:
O desvio é de aproximadamente 8,775 cm na direção
.
Resposta
(a) A aceleração do elétron é aproximadamente
na direção
.
(b) O tempo necessário para o elétron mover-se 10 cm na direção
é
.
© O desvio do elétron após percorrer 10 cm na direção
é de aproximadamente 8,775 cm na direção
.
Exercícios relacionados
Uma carga
é posicionada na origem e uma carga
é posicionada no eixo
em
. (a) Determine a força elétrica sobre a carga
. (b) Determine a força sobre
.
Calcule a entalpia padrão de reação, a entropia e a energia livre para cada reação usando o Apêndice 2A da referência ATKINS, P., JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman. Para cada caso, confirme se o valor obtido das energias livres de formação são os mesmos que os obtidos a 298 K usando a relação
:
c) a dimerizaç̧ão do radical . R.
.
c) a dimerizaç̧ão do radical
Uma carga de
está localizada na origem; uma segunda carga de
está posicionada no ponto de coordenadas
; e uma terceira carga de
está posicionada no ponto de coordenadas
. Determine as forças que atuam em cada uma das três cargas.
Uma carga de
está localizada na origem, e uma carga
está posicionada no ponto de coordenadas
. A força sobre uma carga de
é de
, orientada no sentido negativo do eixo
. Quando essa carga de
é posicionada em
, a força sobre ela é nula. Determine a carga
.