Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 21.Exercícios - Ex. 32
Há um campo elétrico uniforme na região entre duas placas planas paralelas com cargas de sinais opostos. Um próton é liberado do repouso na superfície da placa com carga positiva e colide com a superfície da placa oposta, que está a uma distância de da primeira, depois de um intervalo igual a .
(a) Determine o módulo do campo elétrico.
(b) Calcule o módulo da velocidade do próton quando ele atinge a placa com carga negativa.
Passo 1
Olá, tudo bem? Vou ajudar você aqui!
Letra (a):
Vamos começar lembrando essa relação entre força e campo elétrico:
E sabemos da segunda lei de Newton que força é massa vezes aceleração, então:
E da cinemática, quando um corpo parte do repouso, sua trajetória acelerada pode ser dada a partir dessa equação aqui:
Como parte do repouso e digamos que também, pra facilitar a vida. Assim no instante , bem o instante que a gente quer, assim:
E podemos substituir no campo elétrico:
Agora é só substituir os valores:
Passo 2
Letra (b):
E agora para achar a velocidade, vamos e novo recorrer à mecânica. A velocidade inicial é zero, o deslocamento nós sabemos que foi ,a aceleração nós não temos mas achamos uma expressão que calcula ela no passo anterior, então saca só:
Agora é só substituir tudo e jogar na calculadora!