Entre duas placas paralelas de cargas opostas há um campo eléctrico uniforme. Libera-se um electrão a partir do repouso na superficie da placa carregada negativamente que atinge a superficie da outra placa a
da primeira, num intervalo de tempo de
. (a) calcule a intensidade do campo eléctrico (b) a velocidade do electrão ao atingir a segunda placa. (c) Qual a diferença de potencial entre as duas placas?
Passo 1
O enunciado descreve um electrão libertado do repouso junto à placa negativa e que atravessa uma distância
até à placa positiva num tempo
. Entre as placas existe um campo elétrico uniforme
. Vamos usar:
– Cinemática do movimento uniformemente acelerado para obter a aceleração .
– A segunda lei de Newton e a relação para achar
.
– para a velocidade final.
– (ou energia cinética) para a diferença de potencial.
– Cinemática do movimento uniformemente acelerado para obter a aceleração
– A segunda lei de Newton e a relação
–
–
Passo 2
Como o electrão parte do repouso, a sua aceleração
satisfaz
Logo
Passo 3
A força elétrica sobre o electrão é
e
, portanto
Passo 4
A velocidade do electrão ao atingir a segunda placa é
Passo 5
A diferença de potencial entre as placas vale
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)