Prob. 4 (Halliday): Duas placas paralelas condutoras de grande extensão estão separadas por uma distância de 12 cm e possuem densidades superficiais de cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos nas faces internas. Uma força eletrostática de
age sobre um elétron colocado na região entre as duas placas. Adicional: © Que trabalho deve realizar um agente externo para deslocar um elétron de uma região muito próxima da placa carregada positivamente para a placa oposta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre duas placas condutoras grandes, separadas por 12 cm, com cargas iguais mas de sinais opostos nas faces internas. Um elétron colocado entre essas placas sente uma força eletrostática de
N. A gente precisa descobrir qual o trabalho que um agente externo deve fazer para mover esse elétron da região próxima à placa positiva para a placa oposta. Isso tudo está dentro da matéria de Eletrostática, mais especificamente envolvendo forças e trabalho elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é trabalho na física. Trabalho (
) é a energia necessária para mover um objeto contra uma força. No nosso caso, o agente externo precisa mover o elétron contra a força eletrostática que está atuando sobre ele.
A fórmula para calcular o trabalho é:
onde:
-
é a força, -
é a distância.
Passo 3
Agora, vamos colocar os valores na fórmula. A força
é
N e a distância
é 12 cm, que em metros fica 0,12 m.
Então:
Resposta
O trabalho que o agente externo deve realizar é de aproximadamente
joules.