Um próton e um elétron partem ambos do repouso e do mesmo ponto em um campo elétrico uniforme de 370
. Qual será a distância entre ambos após
? Ignore a força mútua entre o próton e o elétron.
Passo 1
O enunciado diz que um próton e um elétron partem do repouso, do mesmo ponto, em um campo elétrico uniforme de intensidade
. Queremos a distância entre eles após
.
O conteúdo envolvido é cinemática com aceleração constante, em que cada partícula sofre força elétrica , daí
O conteúdo envolvido é cinemática com aceleração constante, em que cada partícula sofre força elétrica
e o deslocamento em função do tempo é
Passo 2
Calculamos primeiro a aceleração do elétron. A carga do elétron em módulo é
e sua massa é
. Então
Passo 3
Agora a aceleração do próton. A carga do próton é
e sua massa é
. Assim
Passo 4
Cada partícula desloca-se de acordo com
com
.
Para o elétron:
Para o elétron:
Para o próton:
Passo 5
Como o elétron e o próton aceleram em sentidos opostos, a distância entre eles é a soma dos deslocamentos:
Resposta
A distância entre próton e elétron após
é aproximadamente
.