Um elétron com uma velocidade de
entra em uma região em que existe um campo elétrico uniforme de
e se move paralelamente ao campo, sendo desacelerado por ele. Determine (a) a distância percorrida pelo elétron até inverter o movimento e (b) o tempo necessário para que o elétron inverta o movimento.
Passo 1
Beleza, o exercício diz o seguinte: um elétron entra com velocidade de
num campo elétrico uniforme de
, movendo-se junto ao campo e sendo desacelerado. A tarefa é descobrir (a) a distância que ele percorre até parar e inverter o sentido e (b) o tempo que leva pra isso.
Conteúdo: aqui mistura eletrostática (força elétrica ) com cinemática de movimento uniformemente variado (MRUV):
Conteúdo: aqui mistura eletrostática (força elétrica
- passo a passo da força e aceleração;
- usar as fórmulas
e .
Passo 2
Primeiro, bora converter a velocidade pra metros por segundo:
Agora, a força elétrica que age no elétron vale
onde
e
.
Logo
Logo
Pela 2ª lei de Newton,
, com
, então
O sinal “–” aqui só indica que é desaceleração (o elétron perde velocidade).
Passo 3
Agora usamos a fórmula do MRUV que relaciona velocidades e deslocamento até parar (
):
Como
,
Calculando:
Passo 4
Pra achar o tempo até parar, usamos
Resposta
(a) Distância até inverter o movimento:
(b) Tempo para inverter o movimento:
(b) Tempo para inverter o movimento: