Considere um elétron estacionário como uma carga pontual (carga e) no vácuo, cuja permissividade elétrica é epsilon_0. Indique a alternativa correta para a densidade de energia u a uma distância r.
Escolha uma opção:
a)
epsilon_0
b)
c)
epsilon_0
d)
epsilon_0
e)
epsilon_0 r^2)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado modela um elétron estacionário como carga pontual de módulo
no vácuo (permissividade
) e pede a densidade de energia do campo elétrico a uma distância
. Para resolver, vamos usar a expressão da intensidade do campo de uma carga pontual e a fórmula geral da densidade de energia eletrostática.
Passo 2
O campo elétrico gerado por uma carga pontual é dado pela Lei de Coulomb:
A densidade de energia eletrostática no espaço vazio é
Passo 3
Substituindo
em
:
Passo 4
Comparando com as alternativas fornecidas, a expressão corresponde à opção (c).
Resposta
c)