Uma carga -
de massa
entra numa região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme de tal modo que sua velocidade inicial
forme um ângulo
com o sentido positivo do vetor
. Determine a distância máxima percorrida na direção do campo até o instante em que a carga para momentaneamente. Justifique suas respostas. ( 2,0 pontos)
Passo 1
O enunciado descreve uma partícula de massa
e carga
que entra num campo elétrico uniforme
com velocidade inicial
formando ângulo
com o sentido de
. Queremos a distância máxima
percorrida na direção de
até a carga parar momentaneamente. Vamos usar decomposição vetorial e cinemática unidimensional com aceleração constante.
Passo 2
A força elétrica sobre a carga é
logo a aceleração é
Na direção de
, o valor escalar da aceleração é
Passo 3
A componente da velocidade inicial ao longo de
é
Usando a equação de Torricelli para movimento com aceleração constante na única direção relevante,
e impondo
no ponto de parada, temos
Simplificando,