Uma partícula de carga positiva Q é mantida fixa no ponto P. Uma segunda partícula de massa m e carga negativa -q se move com velocidade constante em uma circunferência de raio e centro em P. Escreva uma expressão para o trabalho W que deve ser executado por um agente externo sobre a segunda partícula para que o raio da circunferência aumente para .

A situaação aqui é uma particula parada de carga Q e outra particula de massa m e carga -q que se move em uma circunfeência de raio . A questão pede para escrever qual o trabalho para mudar o raio da circunferência

A partícula de carga –q possui energia potencial e energia cinética, que dependem do raio da

órbita. Para começar, vamos obter uma expressão para a energia total em termos do raio r da órbita. A força de atração da partícula de carga Q é responsável pelo movimento circular uniforme da carga –q. O módulo dessa força é . A aceleração da partícula de

carga –q é , na qual v é a velocidade da partícula. De acordo com a segunda lei de Newton, temos:

,

o que nos dá uma energia cinética

A energia potencial é

e a energia total é