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:
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
.