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Enunciado

Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 26.Exercícios e Problemas - Ex. 21

O campo elétrico em certo ponto do espaço é o E = (200i + 400j)N / C.

a)Qual é a força elétrica sobre um próton posicionado neste ponto? Expresse sua resposta em função dos componentes.

b) Qual é a força elétrica sobre um elétron posicionado neste ponto? Expresse sua resposta em função dos componentes.

c) Qual o módulo de aceleração do próton?

d) Qual é o módulo de aceleração do elétron?

Passo 1

Fala galera, tudo bom com vocês?

Vem comigo pra fazer essa questãozinha aqui!

Modele o próton e o elétron como cargas pontuais.

Letra a:

A força que um campo elétrico E → exerce sobre uma carga q é F → = q E → . Um próton tem q = e . Por isso,

F → proton  = e 200 i ^ + 400 j ^ N C = 3.20 i ^ + 6.40 j ^ × 10 - 17 N

Onde usamos e = 1.60 × 10 - 19 C .

Passo 2

Letra b:

A carga em um elétron é q = - e .

Então,

F → elétron   = - F → proton  = - 3.20 i ^ - 6.40 j ^ × 10 - 17 N

Passo 3

Letra c:

Da segunda lei de Newton,

a proton  = F proton  m proton  = F x 2 + F y 2 m proton  = 7.15 × 10 - 17 N 1.67 × 10 - 27 k g = 4.28 × 10 10 m s 2

Passo 4

Letra d:

O elétron experimenta uma força da mesma magnitude, mas tem uma massa diferente. Por isso,

a elétron   = 7.15 × 10 - 17 N 9.11 × 10 - 31 k g = 7.85 × 10 13 m s 2

As forças podem ser as mesmas, mas o elétron tem uma aceleração muito maior devido à sua massa muito menor.

Resposta

  1. 3.20 i ^ + 6.40 j ^ × 10 - 17 N
  2. - 3.20 i ^ - 6.40 j ^ × 10 - 17 N
  3. 4.28 × 10 10 m s 2
  4. 7.85 × 10 13 m s 2
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