Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 23.Exercício - Ex. 10
Quatro elétrons estão localizados nos ângulos de um quadrado de lado , com uma partícula alfa no seu ponto médio. Qual é o trabalho necessário para deslocar a partícula alfa para o ponto médio de um dos lados do quadrado?
Passo 1
O trabalho realizado na partícula alfa é igual à diferença em sua energia potencial quando é movida do ponto médio do quadrado ao ponto médio de um dos lados. Ou seja:
Passo 2
Como existem 4 elétrons, a energia potencial no centro do quadrado é 4 vezes a energia potencial de uma único par alfa-elétron.
No centro do quadrado, a partícula alfa está a uma distância de cada elétron.
Passo 3
Já no ponto médio, a partícula alfa está a uma distância de dos dois elétrons mais próximos e a uma distância dos dois elétrons mais afastados.
Então a energia potencial no lado será:
Passo 4
Então o trabalho será:
Passo 5
Substituindo as cargas: