Em um tubo de raios catódicos, um feixe de elétrons é projetado horizontalmente com velocidade de
na região entre um par de placas horizontais com
de comprimento. Um campo elétrico entre as placas causa nos elétrons uma aceleração constante para baixo de 9,4$\cdot$10
. Ache o tempo necessário para os elétrons percorrerem o comprimento das placas;
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício que envolve cinemática, que é a parte da física que estuda o movimento. Aqui, os elétrons estão sendo lançados horizontalmente com uma certa velocidade e, ao mesmo tempo, sofrem uma aceleração para baixo devido a um campo elétrico. Nosso objetivo é descobrir quanto tempo esses elétrons levam para atravessar o comprimento das placas. Para resolver isso, vamos precisar entender como a velocidade e a aceleração afetam o movimento dos elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o movimento dos elétrons na direção horizontal. Sabemos que a velocidade horizontal (
) é constante porque não há aceleração nessa direção (a aceleração é só para baixo). A fórmula que nos ajuda aqui é:
Queremos encontrar o tempo (
), então rearranjamos a equação:
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula. A distância (
) que os elétrons precisam percorrer é o comprimento das placas, que é
. A velocidade horizontal (
) é
.
Calculando isso:
Resposta
O tempo necessário para os elétrons percorrerem o comprimento das placas é aproximadamente
.