Uma partícula de massa m=210^-25 kg e com carga elétrica de -5 e é liberada a partir do repouso em uma região de campo elétrico uniforme de módulo 510^5 N / C. 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 F = q times E 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 q = -5 times 1,6 times 10^-19 , C = -8 times 10^-19 , C . A carga elementar é aproximadamente . Portanto, a carga total da partícula é:

Passo 4

Agora, substituímos os valores de F = (-8 times 10^-19 , C) times (5 times 10^5 , N/C) = -4 times 10^-13 , N 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 F = m times a da partícula é dada pela segunda lei de Newton:
a = Fm
Podemos rearranjar essa fórmula para resolver :

Passo 6

Substituímos os valores de a = 4 times 10^-13 , N2 times 10^-25 , kg = 2 times 10^12 , m/s^2 e na fórmula da aceleração:

Resposta

A aceleração da partícula é de .

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