Uma próton é acelerado para leste dentro de um laboratório a
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
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:
onde:
-
é a força elétrica, -
é a carga elétrica do próton, -
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:
onde:
-
é a massa do próton, -
é a aceleração.
Passo 4
Como as duas expressões acima representam a força
, podemos igualá-las:
Para encontrar o campo elétrico
, basta rearranjar a equação:
Passo 5
Vamos agora identificar os valores que precisamos:
- Massa do próton,
- Carga do próton,
- Aceleração,
Passo 6
Substituindo esses valores na fórmula do campo elétrico:
Passo 7
Fazendo a conta:
Arredondando para duas casas decimais:
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
, direcionado para o leste.