Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 24.11 - Ex. 53
Dois elétrons são mantidos fixos, separados por uma distância de . Outro elétron é arremessado a partir do infinito e para no ponto médio entre os dois elétrons. Determine a velocidade inicial do terceiro elétron.
Passo 1
Olá, meu nobre. Yuri aqui e estarei te ajudando a resolver essa atividade.
Aqui iremos analisar uma situação. Temos dois elétrons fixos, e após um tempo um terceiro eletron é solto e para exatamente entre os dois fixos, o que queremos saber é a velocidade inicial que o terceiro eletron foi lançado.
Bem, vamos tomar como o ponto de energia potencial zero quando o elétron móvel está muito longe dos dois elétrons fixos. Então, a energia potencial final desse elétron móvel (chamaremos a carga desse elétron de pode ser calculada pela fórmula somando as energias potenciais devido as duas cargas fixas (chamaremos de e ).
Passo 2
Sendo a carga elementar e a metade da distância entre as cargas e .
Como esse elétron móvel termina com velocidade nula, mas começa com uma velocidade inicial, logo ele começa com energia cinética, que pode ser dada pela fórmula:
Sendo a massa da carga . Como a variação da energia cinética tem que ser igual a variação de energia potencial:
Passo 3
Substituindo os valores que temos no enunciado, temos: