Duas placas paralelas condutoras de grande extensão estão separadas por uma distância de 24 cm e possuem densidades superficiais de cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos nas faces internas. Uma força eletrostática de
age sobre um elétron colocado na região entre as duas placas. (Despreze o efeito de borda.) Determine o campo elétrico na posição do elétron.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos duas placas condutoras grandes e paralelas, separadas por 24 cm. Essas placas têm cargas elétricas de mesma intensidade, mas com sinais opostos nas faces internas. Um elétron colocado entre elas experimenta uma força eletrostática de
. Nosso objetivo é descobrir qual é o campo elétrico na posição desse elétron. Para resolver isso, vamos usar conceitos de força elétrica e campo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a relação entre força elétrica (
), carga elétrica (
) e campo elétrico (
). A fórmula que liga esses três é:
Onde:
-
é a força elétrica -
é a carga elétrica -
é o campo elétrico
Passo 3
Queremos encontrar o campo elétrico (
), então vamos rearranjar a fórmula para isolá-lo:
Agora precisamos identificar os valores de
e
.
Passo 4
Sabemos que a força (
) atuando sobre o elétron é
. A carga de um elétron (
) é
. Note que a carga é negativa porque o elétron tem carga negativa, mas como estamos interessados na magnitude do campo, podemos considerar o valor absoluto.
Passo 5
Agora, calculamos o campo elétrico usando os valores:
Resposta
O campo elétrico na posição do elétron é de
.