A particle with a charge of +4.20 nC is in a uniform electric field
directed to the left. It is released from rest and moves to the left; after it has moved 6.00 cm , its kinetic energy is found to be
. What is the potential of the starting point with respect to the end point?
Passo 1
O problema diz que temos uma partícula com carga
num campo elétrico uniforme
apontando para a esquerda. Ela parte do repouso, se desloca 6,00 cm para a esquerda e ganha energia cinética
.
Conteúdo: energia potencial elétrica, trabalho da força elétrica e conservação de energia. Vamos precisar das relações
Conteúdo: energia potencial elétrica, trabalho da força elétrica e conservação de energia. Vamos precisar das relações
-
(só campo elétrico, sem atrito) -
Passo 2
Quando soltamos a carga, o campo elétrico faz um trabalho
nela e esse trabalho vira energia cinética:
Mas do ponto de vista de energia potencial, vale
porque se a energia cinética aumenta, a energia potencial elétrica diminui na mesma quantidade.
Passo 3
A energia potencial elétrica de uma carga
num ponto de potencial
é
. Portanto, ao ir do ponto inicial “i” ao ponto final “f”,
Passo 4
Juntando
Passo 5
Isolando a diferença de potencial que a gente quer (potencial do ponto inicial menos o do ponto final):
Passo 6
É só substituir os valores (lembrando de passar
):
Resposta
O potencial do ponto inicial em relação ao ponto final é
.