Um próton com velocidade inicial de
é levado ao repouso por um campo elétrico. O próton se moveu para uma região de potencial mais alto ou mais baixo?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede.
– Enunciado resumido: “Um próton (carga positiva) chega com velocidade inicial de ,m/s e é parado por um campo elétrico. Pergunta: ele foi parar numa região de potencial elétrico mais alto ou mais baixo?”
– Conteúdo envolvido: energia cinética, energia potencial elétrica e diferença de potencial.
– O que vamos precisar:
– Enunciado resumido: “Um próton (carga positiva) chega com velocidade inicial de
– Conteúdo envolvido: energia cinética, energia potencial elétrica e diferença de potencial.
– O que vamos precisar:
- Teorema trabalho-energia (para forças elétricas,
). - Relação entre energia potencial elétrica e diferença de potencial:
.
Passo 2
Entendendo a física:
Quando o próton entra no campo elétrico, sua energia cinética vai diminuindo até chegar a zero (ele para). Essa “energia que some” da cinética não some no universo – ela vira energia potencial elétrica
. Por isso a gente usa:
Quando o próton entra no campo elétrico, sua energia cinética
Passo 3
Calculando a mudança de energia cinética:
Logo
Ou seja, a energia potencial elétrica aumentou.
Passo 4
Ligando
com
:
Como
do próton é positivo (
), o sinal de
e de
é o mesmo. Vimos que
, logo
Resposta
O próton se moveu para uma região de potencial elétrico mais alto.