No interior das válvulas que comandavam os tubos dos antigos televisores, os elétrons eram acelerados por um campo elétrico. Suponha que um desses campos, uniforme e de intensidade
, acelerasse um elétron durante um percurso de
. Sabendo que o módulo da carga elétrica do elétron é
, a energia adquirida pelo elétron nesse deslocamento era de
a)
.
b)
c)
.
d)
.
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que um elétron (carga de módulo
) está num campo elétrico uniforme de intensidade
e percorre uma distância
. A matéria é Trabalho de campo elétrico e energia potencial elétrica.
O que precisamos:
O que precisamos:
- Saber que, num campo elétrico uniforme, a força elétrica é
. - Que o trabalho (energia) fornecido a uma carga por essa força ao se mover
é (considerando que o deslocamento é paralelo ao campo, ou seja, ângulo zero).
Passo 2
Primeiro a gente calcula a força que o campo faz no elétron. A teoria diz:
Onde:
-
é a carga (aqui o módulo, porque queremos a energia em valor positivo), -
é a intensidade do campo.
Substituindo:
Passo 3
Agora, o trabalho (energia) que esse campo entrega ao elétron é dado por
A justificativa teórica: trabalho de uma força constante é força vezes deslocamento (quando estão na mesma direção).
Substituindo que encontramos e a distância
:
Substituindo
Resposta
A energia adquirida pelo elétron é
, ou seja, alternativa (b).