Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 22.Problemas Adicionais - Ex. 74
(a) Qual é o módulo da aceleração de um elétron submetido a um campo elétrico uniforme de ? (b) Quanto tempo o elétron leva, partindo do repouso, para atingir um décimo da velocidade da luz? (c) Que distância o elétron percorre nesse período de tempo?
Passo 1
Fala aí, pessoal! 😁
Nesse problema queremos saber qual é a aceleração de um elétron sob um campo e tambem queremos o tempo e o espaço percorrido pelo elétron até ele atingir um décimo da velocidade da luz.
Como o enunciado nos dá o campo elétrico , podemos achar a força que age no elétron e depois a sua aceleração.
Para achar a força que age no elétron usamos a definição de campo elétrico:
Agora utilizamos a segunda lei de newton e achamos a aceleração:
Já entendeu o que temos que fazer? 😉
Passo 2
Igualando as duas equações de força e isolando , temos
A carga do elétron é uma constante dada, sabemos que a carga do elétron é negativa, porém, como o enunciado pede o módulo:
Como já achamos a aceleração, para encontrar o tempo até o elétron ficar a 10% da velocidade da luz basta usar a fórmula da cinemática:
Como, o elétron parte do repouso e , c é a velocidade da luz. Dessa forma:
Isolando ...
Tranquilo até aqui? 😎
Passo 3
Podemos utilizar duas formulas para descobrir o deslocamento do elétron:
Vamos usar a segunda formula, pois sabemos que e , assim ficamos com:
E aí! O que achou? Responde Aí! 😉
Resposta
(a)
(b)
(c)