Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 23.Problemas - Ex. 63
Os tubos de raios catódicos (CRT, do inglês cathode-ray tubes) são geralmente encontrados em osciloscópios e monitores de computador. Na figura abaixo, um elétron com velocidade inicial de é projetado ao longo do eixo até o meio da trajetória entre as placas de reflexão de um tubo de raios catódicos. O campo elétrico uniforme entre as placas possui módulo e está orientado de baixo para cima.
a)Qual é a força (módulo, direção e sentido) que atua sobre o elétron quando ele está entre as placas?
b)Qual é a aceleração do elétron (módulo, direção e sentido) quando ele sofre a ação da força obtida no item (a)?
c)Qual é a distância abaixo do eixo percorrido pelo elétron, quando ele atinge o final das placas?
d)Qual é o ângulo dele em relação ao eixo quando se move para deixar as placas
e)A que distância abaixo do eixo ele atingirá a tela fluorescente?
Passo 1
letra a)
Quando o elétron está entre as placas ele sofre ação da força elétrica.
Como o campo elétrico está direcionado de baixo para cima podemos dizer que ele está no eixo y no sentido positivo:
Passo 2
letra b)
Pela 2° lei de Newton podemos escrever:
Passo 3
letra c)
Queremos saber a variação da posição do elétron no eixo y.
Lembrando que ele está se movendo tanto no eixo x quanto no eixo y.
O que isso significa??????
LANÇAMENTO OBLÍQUO!!!
Podemos tratar esse tipo de questão como uma questão de lançamento oblíquo.
Passo 4
No eixo x:
A partir da fórmula da posição temos:
Passo 5
No eixo y:
Queremos e sabemos que
Passo 6
letra d)
Para achar o ângulo, podemos relacionar as componentes da velocidade como na figura abaixo.
Pelo desenho vemos que podemos relacionar o ângulo com as componentes da velocidade a partir da relação:
Passo 7
Precisamos agora achar e :
Passo 8
Substituindo na expressão:
Passo 9
letra e)
Como no item (c) usaremos
LANÇAMENTO OBLÍQUO!!!
Passo 10
No eixo x:
A partir da fórmula da posição temos:
Passo 11
No eixo y:
A partir do item (d):
Queremos e sabemos que
Passo 12
Quando está entre as placas, o elétron se move
Quando sai das placas, o elétron se move
Resposta
letra a)
letra b)
letra c)
letra d)
letra e)