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
.