Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 21.Problemas Adicionais - Ex. 71
Em uma casca metálica de raio , um elétron é lançado do centro em direção a um pequeno furo da casca, passa pelo furo e se afasta da casca. A casca está carregada negativamente com uma densidade superficial de carga (carga por unidade de área) de . Determine o módulo da aceleração do elétron no instante em que a distância entre o elétron e o centro da casca é
(a) e
(b) .
Passo 1
Olá, tudo bem? Vou ajudar você nessa questão! Quando o elétron está dentro da casca, a força elétrica sobre ele é nula, sendo assim a aceleração também é nula!
Passo 2
Quando o elétron está a uma distância , a força resultante vai ser igual ao produto da massa pela aceleração:
E a força resultante é a força elétrica! Uma carga é a carga do elétron e a outra? É carga contida na superfície da esfera! Já que temos a densidade superficial de carga , é só multiplicar ela por que é a área de uma efera para determinar a carga total.
Agora que temos tudo, podemos substituir:
Isolando no lado direito e cortando em cima e embaixo: