Se, em um de seus experimentos, J.J. Thomson acelerasse os elétrons num tubo de raios catódicos aplicando uma diferença de potencial de 10.000 V entre o catodo e o anodo, com que velocidade um elétron estaria ao atingir o anodo? Faça um esboço do que ocorreria indicando o catodo e o anodo, a direção do campo e a direção da força aplicada sobre os elétrons.
Resp.:
Resp.:
Passo 1
Vamos resolver um exercício de Física envolvendo elétrons acelerados por uma diferença de potencial. Precisamos usar conceitos de energia elétrica e movimento de partículas carregadas. Para isso, vamos precisar das fórmulas da energia potencial elétrica e da relação entre energia cinética e velocidade.
Passo 2
Primeiro, entendemos que a energia adquirida pelo elétron ao ser acelerado pela diferença de potencial
é dada por:
onde
é a carga do elétron (
C) e
é a diferença de potencial (10.000 V).
Passo 3
Essa energia elétrica se transforma em energia cinética (
) do elétron:
onde
é a massa do elétron (
kg) e
é a velocidade que queremos encontrar.
Passo 4
Igualando as duas expressões de energia:
Agora, resolvemos para
:
Passo 5
Substituindo os valores: