Um próton com velocidade inicial de
é levado ao repouso por um campo elétrico. Quanto vale a diferença de potencial que deteve o próton?
Passo 1
Beleza, cara! Então o que a gente tem aqui é um próton que entra com velocidade inicial de
e é parado por um campo elétrico, ou seja, ele vai de
até zero. Isso é um problema de energia: a energia cinética inicial do próton é “gasta” para aumentar a energia potencial elétrica do sistema.
Conteúdo: eletrostática e conservação de energia (energia cinética → energia potencial elétrica).
Precisamos de:
Conteúdo: eletrostática e conservação de energia (energia cinética → energia potencial elétrica).
Precisamos de:
- Fórmula da energia cinética:
- Relação entre variação de energia potencial elétrica e diferença de potencial:
- Valores: massa do próton
, carga do próton .
Passo 2
Primeiro vamos calcular a energia cinética inicial do próton usando
Aqui a ideia é: se ele vai parar, toda essa energia
vai virar energia potencial elétrica
.
Passo 3
A relação entre a mudança de energia potencial elétrica e a diferença de potencial é
Como
some (vira zero) e
aumenta, por conservação de energia temos
Passo 4
Isolando a diferença de potencial
:
Agora é só colocar os números (tudo em SI):
Então
E daí
Resposta
A diferença de potencial que deteve o próton é aproximadamente