Uma carga elétrica
se movimenta em uma região onde existe um campo eletrostático uniforme. Essa carga parte de um ponto A , cujo potencial elétrico é
, e caminha pelo percurso (I) até um ponto B , onde o potencial elétrico é
.
a) Calcule o trabalho realizado pela força elétrica que atua sobre a carga ao longo do deslocamento de A a B.
b) Supondo que a carga retorne ao ponto A pelo caminho (II),
a) Calcule o trabalho realizado pela força elétrica que atua sobre a carga ao longo do deslocamento de A a B.
b) Supondo que a carga retorne ao ponto A pelo caminho (II),
Passo 1
Vamos lá! O exercício fala sobre uma carga elétrica
que se move de um ponto A para um ponto B em um campo eletrostático uniforme. Em A, o potencial elétrico é
e em B é
. Vamos calcular o trabalho que a força elétrica realiza quando a carga se desloca de A para B. Para isso, vamos precisar entender como o trabalho está relacionado com a diferença de potencial elétrico.
Passo 2
O trabalho realizado pela força elétrica ao mover uma carga entre dois pontos em um campo elétrico é dado pela fórmula:
Onde:
-
é o trabalho realizado pela força elétrica. -
é a carga elétrica. -
e são os potenciais elétricos nos pontos A e B, respectivamente.
Essa fórmula nos diz que o trabalho depende da carga e da diferença de potencial entre os dois pontos. Se o potencial aumenta no deslocamento (como é o caso aqui, de 2 V para 4 V), o trabalho realizado pela força elétrica será negativo, indicando que a força elétrica está fazendo trabalho contra o movimento da carga.
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores na fórmula:
Resposta
O trabalho realizado pela força elétrica ao mover a carga de A para B é de
.