Um elétron é projetado com uma velocidade horizontal de
no interior de um campo elétrico que exerce sobre ele uma força vertical constante de
. A massa do elétron vale
. Determine a deflexão vertical do elétron durante o intervalo de tempo em que ele avança
horizontalmente
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que um elétron entra com velocidade horizontal de
numa “região” onde há uma força constante para cima ou para baixo de
. A massa do elétron é
. A gente precisa achar quanta distância ele “desce” (ou “sobe”) enquanto avança
pra frente.
Conteúdo que vamos usar:
Conteúdo que vamos usar:
- Movimento uniforme na direção horizontal (velocidade constante).
- Movimento uniformemente acelerado (MRUV) na direção vertical, já que a força vertical é constante.
- Segunda lei de Newton (
). - Equações do MRUV (
).
Passo 2
Primeiro a gente descobre o tempo que ele leva pra percorrer os
na horizontal. Como ali não tem aceleração, vale
Onde
e
.
Passo 3
Agora a gente calcula a aceleração vertical
usando
.
Passo 4
Com
e
calculados, aplicamos a fórmula do MRUV para a deflexão vertical
:
Substituindo:
Resposta
A deflexão vertical do elétron é aproximadamente
(2,0 mm).