Uma partícula carregada negativamente com carga
e massa
, movendo-se com velocidade
entra em uma região onde existe um campo elétrico uniforme de intensidade
cuja direçâo é paralela a
. a) Qual é a distância que a partícula percorrerá dentro do campo antes de alcançar (momentaneamente) o repouso? e
) Qual o tempo necessário para que isso ocorra?
Passo 1
O enunciado descreve uma partícula de massa
e carga negativa
(com
) que entra numa região onde há um campo elétrico uniforme de módulo
, e esse campo está na mesma direção e sentido da velocidade inicial
. Precisamos achar:
a) a distância que ela percorre até parar momentaneamente;
b) o tempo que leva para isso.
O conteúdo aqui é cinemática com aceleração constante, onde a aceleração vem da força elétrica .
a) a distância
b) o tempo
O conteúdo aqui é cinemática com aceleração constante, onde a aceleração vem da força elétrica
Passo 2
Calculamos a força elétrica e a aceleração associada. Como a carga da partícula é
,
onde
é o versor na direção de
. Pela segunda lei de Newton,
Portanto a partícula sofre desaceleração constante de módulo
oposta ao seu movimento.
Passo 3
Para achar a distância até parar, usamos a equação de Torricelli (ou equação da energia cinética vs trabalho):
e impondo
(parada momentânea) e
, vem
Passo 4
Para achar o tempo até a parada, usamos a equação horária da velocidade:
Impondo
e
, obtemos
Resposta
a)
b)
b)