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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 21.Exercício - Ex. 41

  1. Um elétron se desloca no sentido de leste para oeste em um campo elétrico uniforme de 1,50 N/C, que aponta do oeste para o leste. No ponto A, a velocidade do elétron é 4,5   x   10 5 m / s no sentido do oeste para leste. Qual é a velocidade escalar do elétron quando ele atinge o ponto B, que está a 0,375   m a leste do ponto A?
  2. Um próton se desloca no campo elétrico uniforme do item (a). No ponto A, a velocidade do próton é   1,9   x   10 4   m / s para leste. Qual é a velocidade escalar do próton no ponto B?

Passo 1

Dados:

E = 1,50   N / C

v 0 x = 4,5   x   10 5 m / s

x - x 0 = 0,375   m

v o x = + 1,9   x   10 4   m / s

Passo 2

  1. Para encontrar velocidade temos que seguir os seguintes passos.
    1. Calcular a força elétrica;
    2. Calcular a aceleração;
    3. Calcular a velocidade final.

    Através da equação do campo elétrico, podemos encontrar a força elétrica.

    F = | q |   .   e

    F = 1,602   x   10 - 19   .   1,5

    F = 2,403   x   10 - 19   N

    Calculando a aceleração pela Lei de Newton.

    F = m   . a

    a = F m = 2,403     x   10 - 19 9,109   x   10 - 31 = 2,638   x   10 11   m / s ²

    Através da equação da cinemática, podemos encontrar a velocidade. Substituindo na equação, temos.

    v x 2 =   v 0 x 2 + 2 a ( x - x 0 )

    v x 2 = 4,5   x   10 5 2 + 2   .   ( 2,638   x   10 11 )   .   ( 0,375 )

    v x = 6,33   x   10 5   m / s

    Passo 3

  2. Para encontrar velocidade temos que seguir os mesmos passos do item A

Através da equação do campo elétrico, Podemos encontrar a força elétrica.

F = - | q |   .   e

F = ( - 1,602   x   10 - 19 )   .   1,5

F = - 2,403   x   10 - 19   N

Calculando a aceleração pela Lei de Newton.

F = m   . a

a = F m = - 2,403     x   10 - 19 1,673   x   10 - 27 = - 1,436   x   10 8   m / s ²

Através da equação da cinemática, podemos encontrar a velocidade. Substituindo na equação, temos.

v x 2 =   v 0 x 2 + 2 a ( x - x 0 )

v x 2 = + 1,9   x   10 4 2 + 2   . ( - 1,436   x   10 8 )   .   ( 0,375 )

v x = 1,59   x   10 4   m / s

Resposta

a )   v x = 6,33   x   10 5   m / s

b )   v x = 1,59   x   10 4   m / s

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