Um elétron parte da posição mostrada na figura 21-39 com uma rapidez v 0 = 5,00 × 10 6m / s a 45 ° com relação ao eixo x . O campo elétrico está na direção + y e tem módulo de 3,50 × 10 3N / C . As linhas pretas na figura são placas metálicas carregadas. Em qual placa e em que posição o elétron colidirá?

Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 21.1 - Ex. 57

Um elétron parte da posição mostrada na figura 21-39 com uma rapidez a com relação ao eixo . O campo elétrico está na direção e tem módulo de . As linhas pretas na figura são placas metálicas carregadas. Em qual placa e em que posição o elétron colidirá?

Passo 1

Inicialmente, note que o elétron terá uma força elétrica para baixo (já que o campo está para cima). Ainda não podemos afirmar que ele colidirá com a placa de baixo, pois ele pode colidir com a de cima antes de fazer o retorno.

Passo 2

No eixo , temos

Essa aceleração é constante, de modo que escrevemos:

O valor máximo de ocorre quando sua derivada é igual a zero:

Sendo assim,

Substituindo os dados, temos:

Passo 3

Como , segue que o elétron colidirá com a placa de baixo. Podemos usar o resultado obtido no exercício anterior para encontrar qual posição ele colidirá:

Resposta

Temos .

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Determine o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico no ponto P da Fig. 24-30.

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