Dois elétrons são mantidos fixos no lugar, separados por uma distância de 2,00
. Qual é o trabalho necessário para deslocar um terceiro elétron do infinito até a posição em que forma um triângulo equilátero com os outros dois elétrons?
Passo 1
Beleza, o problema diz que a gente tem dois elétrons “pregados” no espaço, separados por 2,00 μm, e quer saber o trabalho necessário pra trazer um terceiro elétron lá do infinito até um ponto em que formem um triângulo equilátero.
Conteúdo: eletrostática, trabalho em campo elétrico e energia potencial elétrica.
O que vamos usar:
Conteúdo: eletrostática, trabalho em campo elétrico e energia potencial elétrica.
O que vamos usar:
- Lei de Coulomb (constante
). - Carga do elétron (
). - Fórmula de energia potencial entre duas cargas:
Passo 2
Na eletrostática, o trabalho para trazer uma carga
do infinito até um ponto distante
de outra carga fixa é justamente a variação de energia potencial:
Como no infinito as interações são nulas,
Cada termo é
onde
Passo 3
Como são duas interações idênticas, temos
Basta agora inserir os valores:
$$
W = 2 ;\frac{(8{,}99\times10{9}),(1{,}602\times10{-19})2}{2{,}00\times10{-6}}\ \mathrm{J},.
$$
Passo 4
Vamos calcular passo a passo:
-
-
- Divide por
:
4) Multiplica por 2: