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Enunciado

Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 29.Exercícios e Problemas - Ex. 1

A intensidade de campo elétrico é igual a 50.000 N / C dentro de um capacitor com 2,0 mm de espaçamento entre as placas paralelas. Um próton parte do repouso da placa positiva. Qual será sua velocidade ao atingir a placa negativa?

Passo 1

Faaala galera. Sejam bem-vindos ao capítulo 29

Para este exercício vamos utilizar a conservação da energia

O próton 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

Passo 2

A variação de energia é final menos inicial, como a energia potencial final é nula

Temos

Δ U = U f - U i

Δ U = 0 - U i

Podemos substituir na equação do Passo 1

Δ K = - - U i

U i = q ⋅ E ⋅ d

Δ K = M v 2 2

M v f 2 2 = q ⋅ E ⋅ d

Passo 3

Agora é só a gente isolar a velocidade

v = 2 q ⋅ E d M

E substituir os valores

2 m m = 2 ⋅ 10 - 3 m

v = 2 1,6 ⋅ 10 - 19 ⋅ 15000 ⋅ 2 ⋅ 10 - 3 1,67 ⋅ 10 - 27

v = 1,38 ⋅ 10 5 m / s

Resposta

v = 1,38 ⋅ 10 5 m / s

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