Uma partícula electrizada com carga
e massa
é abandonada em repouso no vácuo, num ponto A distante
de outra com carga
, fixa. Determine a velocidade da partícula quando passa pelo ponto
, distante
de
.
Passo 1
O enunciado diz que uma partícula de carga
e massa
está em repouso num ponto
a
de outra carga fixa
. A partícula é libertada e vai até o ponto
, que fica a uma distância
de
. Como as cargas são de mesmo sinal, a partícula é repelida e alcança em
uma distância
Para achar a velocidade em
usamos conservação da energia mecânica e energia potencial elétrica entre duas cargas.
Passo 2
A energia potencial elétrica de duas cargas puntiformes separadas por distância
é
onde
.
Passo 3
Como a partícula parte do repouso em
, na posição inicial sua energia cinética é zero e sua energia potencial é
. Na chegada a
há energia cinética
e energia potencial
. Pela conservação
Passo 4
Escrevendo
e substituindo as energias potenciais, obtemos
Passo 5
Agora colocamos os valores numéricos (convertendo
em coulomb):
mas lembrando de ajustar as potências, fica
em unidades de joul
etro. A diferença de inversos é
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Resposta
A velocidade da partícula em
é aproximadamente