Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 37.Exercícios - Ex. 43
43. A que diferença de potencial um elétron precisa ser acelerado, a partir do repouso, para alcançar uma velocidade de ? Qual é a energia cinética do elétron a essa velocidade? Expresse a sua resposta em joules e em elétrons-volt.
Passo 1
Então galera para achar o potencial elétrico vamos fazer umas relações.
Lembrando que a energia potencial pode ser dada por:
Utilizando a conservação de energia temos que:
Onde a carga do elétron.
Mas por que disso? É porque temos como calcular a energia cinética, que é dada por:
Assim podemos encontrar a diferença de potencial.
Para esse problema vamos ter que usar a massa do elétron dada por .
O problema também pede o resultado em elétron-volts no item , então basta usar a seguinte relação
Passo 2
Vamos encontrar a energia cinética, então temos:
Substituindo os valores que conhecemos, temos:
Assim, temos:
Passando para elétron-volts, temos:
Se você reparar nós já encontramos o que é pedido no item . Que bom!
Passo 3
Agora vamos encontrar a diferença de potencial, temos:
Substituindo o que sabemos, temos: