Um elétron com uma velocidade de entra em uma região em que existe um campo elétrico uniforme de e se move paralelamente ao campo, sendo desacelerado por este. Determine

(a) a distância percorrida pelo elétron até inverter seu movimento;

(b) o tempo necessário para que o elétron inverta seu movimento.

(c) Se a região em que existe o campo tem 8,00 mm de largura (uma distância insuficiente para que o elétron inverta seu movimento), que fração da energia cinética inicial do elétron é perdida na região?

Para achar a aceleração nós vamos lembrar da Segunda Lei de Newton:

A força também pode ser escrita como:

Igualando as duas:

Como a carga está desacelerando devemos lembrar que a aceleração é negativa, ou seja:

Substituindo na equação do Passo 1:

Se:

Substitua os valores e seja feliz:

A letra (a) foi molezinha, vamos pra (b)??

Na letra (b) nós continuamos precisando da cinemática para achar o tempo, mas que equação usar?

Vamos usar uma bem simples:

Substituindo a aceleração e lembrando que

Isolando o tempo:

Se já sabemos os valores nós só temos que substituir:

Tranquilo até aqui? 😉

Nós vimos que o elétron precisa de 7,12 cm para inverter seu movimento, no entanto, a letra (c) nos diz que ele o espaço que ele tem para percorrer é de apenas 8 mm, o que isso quer dizer?

Que a sua velocidade final não será zero, certo?

Mas esta letra nos pediu para achar qual a fração da energia cinética inicial do elétron é perdida na região, ou seja, .

Vamos fazer esta razão então?

A velocidade inicial nóis sabemos, mas ainda precisamos achar a final !!

Vamos usar a mesma fórmula do Passo 1, só que usando a nova distância:

Olha que legal !! Se passarmos a velocidade inicial para o primeiro termo achamos o que precisávamos na equação da energia cinética:

Colocando a aceleração:

Vamos substituir na fórmula da energia cinética:

Colocando os valores na equação:

Em porcentagem:

Legal, não foi ?? Responde Aí! 😉