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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 21.Exercício - Ex. 28

Um elétron é liberado do repouso em um campo elétrico uniforme. O elétron acelera verticalmente de baixo para cima, percorrendo 4,5   m nos primeiros 3   μ s   após ser libertado.

  1. Quais são o módulo, direção e sentido do campo elétrico?
  2. Há justificativa em se desprezar os efeitos da gravidade Justifique sua resposta em termos quantitativos.

Passo 1

Dados:

v o = 0

∆ y = y - y 0 = 4,5   m

t = 3   μ s = 3   x 10 - 6   s

q = e = - 1,6   x   10 - 19   C

m = 9,11   x   10 - 31   k g

Passo 2

  1. Para calcular o campo elétrico temos queconseguir algums informações, como a aceleração. Para isso, temos que utilizar algumas equações da cinemática.

    2. ∆ y = v 0 t + a t ² 2

    Isolando a aceleração, temos.

    a = 2 . ( ∆ y - v 0 t ) t ²

    Sendo v 0 = 0

    a = 2 . ∆ y t 2

    a = 2.4,5 3   x   10 - 6 2

    a = 1   x   10 12   m / s ²

    Utilizando a segunda Lei de Newton, substituímos a aceleração.

    E = F | q | = m .   a | q | = 9,11   x   10 - 31   . 1   x   10 12 1,6   x   10 - 19 = 5,69   N / C

    A força está para cima, logo o campo elétrico deve estar direcionado para baixo.

    Passo 3

  2. Podemos peceber que a aceleração do elétrons, como alculado no item a tem ordem 10 12 , ou seja, é extraordinariamente maior do que a aceleração gravitacional. Por isso se torna desprezível.

Resposta

  1. 5,69   N / C , vertical de de cima para baixo.
  2. Podemos peceber que a aceleração do elétrons, como alculado no item a tem ordem 10 12 , ou seja, é extraordinariamente maior do que a aceleração gravitacional. Por isso se torna desprezível.
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