Questão 47.
Quanto trabalho é necessário para parar um elétron (
) com uma velocidade
?
Passo 1
O enunciado dá a massa do elétron
e sua velocidade inicial
. Queremos o trabalho necessário para reduzir essa velocidade a zero. O conteúdo usado será a energia cinética e o teorema do trabalho e energia na mecânica clássica.
Passo 2
Pelo teorema do trabalho e energia, o trabalho líquido
realizado sobre o elétron é igual à variação da sua energia cinética:
Para parar o elétron,
e
. Logo,
O sinal negativo indica que o trabalho da força de frenagem retira energia cinética.
Passo 3
Para obter o valor numérico, calculamos primeiro
:
Em seguida,
Passo 4
Multiplicando:
e dividindo por 2:
Portanto, o trabalho realizado pela força de frenagem é
isto é, em módulo
de energia cinética são removidos do elétron.