Um feixe de elétrons é submetido, a partir do repouso, a uma diferença de potencial de em um acelerador linear. Determine:
(a) A energia adquirida pelos elétrons;

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente descobrir a energia que os elétrons adquirem quando são acelerados por uma diferença de potencial de . A matéria envolvida aqui é a física de partículas, especificamente sobre energia cinética e aceleração de partículas carregadas em campos elétricos. Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia elétrica é convertida em energia cinética pelos elétrons.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que quando um elétron (ou qualquer carga) é acelerado por uma diferença de potencial , a energia adquirida por essa partícula é dada pela fórmula:
Aqui, é a energia adquirida, é a carga elementar do elétron, e é a diferença de potencial pela qual o elétron foi acelerado.

Passo 3

Sabemos que a carga do elétron, , é aproximadamente . No entanto, a unidade da diferença de potencial no enunciado está em megaeltrons-volts ( ), que já é uma unidade de energia. Isso significa que podemos simplificar o cálculo sem precisar converter as unidades.

Passo 4

Dado que a diferença de potencial é de , e considerando que (electron volt) é a energia adquirida por um elétron ao passar por um potencial de , a energia total adquirida pelos elétrons será:

Resposta

Os elétrons adquirem uma energia de .

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