Uma partícula de massa e com carga elétrica de é liberada a partir do repouso em uma região de campo elétrico uniforme de módulo . Calcule a aceleração da partícula. (desconsidere os efeitos da gravitação).

Passo 1

Vamos resolver um exercício de Física sobre força elétrica e aceleração. Temos uma partícula com massa e carga elétrica de , onde é a carga elementar. Ela é liberada do repouso em um campo elétrico uniforme de magnitude . Nosso objetivo é calcular a aceleração dessa partícula. Para isso, vamos precisar entender como a força elétrica age sobre a partícula e como essa força está relacionada com a aceleração.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a força elétrica que atua na partícula. A força elétrica em uma carga em um campo elétrico é dada pela fórmula:
Aqui, é a carga da partícula e é o campo elétrico.

Passo 3

Sabemos que a carga da partícula é . A carga elementar é aproximadamente . Portanto, a carga total da partícula é:

Passo 4

Agora, substituímos os valores de e na fórmula da força elétrica:
O sinal negativo indica que a força está na direção oposta ao campo elétrico, mas para calcular a aceleração, vamos considerar apenas o valor absoluto da força.

Passo 5

A aceleração da partícula é dada pela segunda lei de Newton:
Podemos rearranjar essa fórmula para resolver :

Passo 6

Substituímos os valores de e na fórmula da aceleração:

Resposta

A aceleração da partícula é de .

Exercícios relacionados

Em um certo instante, as componentes da velocidade de um elétron que se move entre duas placas paralelas carregadas são e . O campo elétrico entre as placas é dado por N/C. Em termos dos vetores unitários, determine (a) a aceleração do elétron; (b) a velocidade do elétron no instante em que sua coordenada variou de .
Um fio fino, de , possui massa igual a . Uma extremidade está fixa enquanto a outra está presa a um parafuso que pode ser ajustado para variar a tensão no fio. Para que tensão (em Newtons) você deve ajustar o parafuso a fim de que uma onda transversal de comprimento de onda de 2,99 cm produza 612 vibrações por segundo?
Resposta:
Um elétron com uma velocidade de entra em uma região em que existe um campo elétrico uniforme de e se move paralelamente ao campo, sendo desacelerado por este. Determine (a) a distância percorrida pelo elétron até inverter seu movimento; (b) o tempo necessário para que o elétron inverta seu movimento.
Uma partícula de massa , e carga penetra numa região de campo elétrico com velocidade na direção , ela percorre nesta região onde o campo está orientado em direção à terra com módulo . Determine a deflexão vertical que a partícula sofre em sua trajetória ao percorrer os .