Um elétron em um tubo de raios catódicos é acelerado a partir do repouso com aceleração constante de
durante
. Depois, o elétron continua com velocidade constante durante
. Finalmente ele é freado até parar, com uma aceleração de
. Calcule a distância total percorrida pelo elétron.
Passo 1
Beleza, então o que rolou: um elétron sai do repouso e passa por três “trechos” diferentes num tubo de raios catódicos. Primeiro ele acelera com aceleração constante
durante
, depois viaja com velocidade constante por
, e por fim freia com aceleração
até parar. Precisamos usar conceitos de cinemática (MRUV e MRU) e as fórmulas
,
,
para achar cada distância e somar tudo.
para achar cada distância e somar tudo.
Passo 2
Fase 1 (aceleração a partir do repouso):
- Converter
. - Velocidade final desse trecho:
- Distância percorrida com aceleração (MRUV):
Passo 3
Fase 2 (velocidade constante):
- Aqui ele mantém
por
- Em MRU,
:
Passo 4
Fase 3 (frenagem até parar):
- Começa com
e acelera até . - Usamos
. Como :
Passo 5
Agora é só somar tudo:
Resposta
A distância total percorrida pelo elétron é aproximadamente