A intensidade de campo elétrico é de 20.000 N / C no interior de um capacitor com 1,0 mm de espaçamento entre as placas paralelas. Um elétron parte do repouso da placa negativa. Qual será a velocidade do próton ao atingir a placa positiva?

Passo 1

Bem semelhante ao exercício anterior

Podemos utilizar a conservação da energia

O elétron partiu do repouso, ou seja, nesse instante não havia energia cinética, apenas potencial

U

Ao atingir a placa, a distância até a placa será nula, então não terá energia potencial, apenas cinética.

K

Logo, toda energia potencial será convertida em energia cinética.

Δ K + Δ U = 0

Δ K = - Δ U

Pela carga do elétron ser negativa não vamos precisar nos preocupar com o sinal.

Passo 2

Para a energia potencial, temos

U i = - q ⋅ E ⋅ d

Substituindo

K f = M v 2 2

M v f 2 2 = - q ⋅ E ⋅ d

Passo 3

Podemos isolar a velocidade :) e com isso nosso resultado

v = - 2 q ⋅ E d M

d = 1 m m = 1 ⋅ 10 - 3 m

v = - 2 - 1,6 ⋅ 10 - 19 ⋅ 20000 ⋅ 1 ⋅ 10 - 3 9,11 ⋅ 10 - 31

v = 2,7 ⋅ 10 6 m / s

Resposta

v = 2,7 ⋅ 10 6 m / s

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