Uma próton é acelerado para leste dentro de um laboratório a 2,95 times 10^8 m / s^2 por um campo elétrico. Determine a intensidade, a direção e o sentido deste campo elétrico dentro do laboratório.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de física juntos! A gente tem um próton sendo acelerado para o leste com uma aceleração de 2,95 times 10^8 m/s^2 por um campo elétrico. O que precisamos descobrir é a intensidade, a direção e o sentido desse campo elétrico dentro do laboratório. Para isso, vamos usar conceitos de força elétrica e segunda lei de Newton.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a força que atua sobre uma partícula carregada em um campo elétrico é dada pela fórmula:
F = q E
onde:
  • F é a força elétrica,
  • q é a carga elétrica do próton,
  • E é o campo elétrico.

Passo 3

Também sabemos pela segunda lei de Newton que a força resultante que age sobre um objeto é igual ao produto da massa do objeto pela sua aceleração:
F = m a
onde:
  • m é a massa do próton,
  • a é a aceleração.

Passo 4

Como as duas expressões acima representam a força F, podemos igualá-las:
q E = m a
Para encontrar o campo elétrico E, basta rearranjar a equação:
E = m aq

Passo 5

Vamos agora identificar os valores que precisamos:
  • Massa do próton, m = 1,67 times 10^-27 kg
  • Carga do próton, q = 1,60 times 10^-19 C
  • Aceleração, a = 2,95 times 10^8 m/s^2

Passo 6

Substituindo esses valores na fórmula do campo elétrico:
E = 1,67 times 10^-27 kg times 2,95 times 10^8 m/s^21,60 times 10^-19 C

Passo 7

Fazendo a conta:
E = 4,9165 times 10^-19 kg cdot m/s^21,60 times 10^-19 C = 3,0728125 N/C
Arredondando para duas casas decimais:
E approx 3,07 times 10^0 N/C

Passo 8

Agora, vamos determinar a direção e o sentido do campo elétrico. O próton, sendo uma partícula positiva, é acelerado na direção do campo elétrico. Como a aceleração é para o leste, o campo elétrico também aponta para o leste.

Resposta

O campo elétrico tem intensidade de aproximadamente 3,07 N/C, direcionado para o leste.

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