Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 23.Exercícios - Ex. 14
. Uma partícula com carga igual a está em um campo elétrico uniforme , orientado da direita para a esquerda. Ela é liberada do repouso e se desloca para a esquerda; depois de se deslocar , verifica-se que sua energia cinética é igual a . Qual é o trabalho realizado pela força elétrica? Qual é o potencial do ponto inicial em relação ao ponto final? Qual é o módulo de ?
Passo 1
O enunciado nos diz que na região onde a carga é liberada há um campo elétrico e essa informação é muito importante para termos o pontapé inicial do que vamos usar para conseguir as respostas que o enunciado pede.
Sabemos que trabalho é feito no objeto pelo campo elétrico e esse trabalho vai ser responsável por mudar a energia cinética da carga, ou seja, o teorema trabalho-energia vai ser fundamental para nossa resolução.
Outra coisinha que vamos utilizar é a equação que podemos encontrar na teoria da seção 23.2 do nosso livro.
Ahh, para facilitar a nomenclatura e a gente não ficar perdidinhos vamos definir o inicial como ponto e o ponto final como ponto .
Agora que temos as ferramentas, mão na massa galera!
Passo 2
Para resolver esse item vamos usar o teorema trabalho-energia e utilizar as informações que o enunciado nos dar:
Passo 3
Vamos então usar aqui a equação que nos foi apresentada na teoria.
Ou seja:
Passo 4
Aqui vamos usar a definição de trabalho que é dada por:
Como estamos trabalhando com a força elétrica temos que:
Mas quem vai ser esse ? Esse é o ângulo entre o vetor força e o vetor deslocamento, porém o deslocamento se dar no sentido da força então .
Sendo assim:
Resposta