Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 9ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 9º - Capítulo 23.Problemas Adicionais - Ex. 82
Um elétron livre é colocado entre duas placas paralelas de grande extensão, não condutoras, mantidas na horizontal a de distância uma da outra. Uma das placas possui uma carga positiva uniforme; a outra, uma carga negativa uniforme com o mesmo valor absoluto. A força exercida pelo campo elétrico sobre o elétron equilibra a força gravitacional. Determine (a) o módulo da densidade superficial de cargas das placas; (b) o sentido (para cima ou para baixo) do campo .
Passo 1
Temos duas placas paralelas carregadas com cargas de sinais opostos, uma positiva e uma negativa. As placas estão separadas por uma distância .
Para resolvermos o item (a), primeiramente devemos lembrar a formula para o campo elétrico entre duas placas paralelas:
de acordo com a segunda lei de Newton para o elétron:
Passo 2
Para o item (b), devemos lembrar que a força deve apontar para cima, pois ela se opõe a força da gravidade. Também, devemos notar que o campo deve ter sentido oposto a força, pois a carga do elétron é negativa e multiplica o campo para dar a força. Desse modo, a força deve apontar para cima e o campo deve apontar para baixo. Talvez fique melhor olhando para um esquema:
Resposta
(a)
(b) O campo elétrico aponta para baixo.