Aos terminais de uma bateria de 150 V são conectadas duas placas condutoras paralelas. Cargas distribuídas sobre as placas produzem um campo elétrico
aproximadamente uniforme na região entre as placas. Elas estão separadas por uma distância de
. Suponha que o vetor
seja orientado verticalmente de baixo para cima. Calcule a energia cinética de um elétron liberado pela placa superior ao atingir a placa inferior.
(a)
.
(b)
.
(c)
.
(d)
.
(e)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
O enunciado fala de um campo elétrico uniforme criado por duas placas paralelas ligadas a uma bateria de
e separadas por
. Um elétron é liberado da placa superior (polo negativo) e atinge a placa inferior (polo positivo). Pedem a energia cinética final do elétron. O conteúdo que vamos usar é o princípio da conservação de energia eletrostática: o trabalho da força elétrica iguala a variação da energia cinética.
Passo 2
Entre as placas há uma diferença de potencial
Quando a carga
se desloca por essa diferença de potencial, a energia cinética adquirida é
Para o elétron,
, com
.
Passo 3
Substituindo
em
temos
Passo 4
Agora basta calcular
Passo 5
Comparando com as alternativas dadas, a que tem o mesmo expoente e valor mais próximo é
Resposta
(e)
(alternativa mais próxima do valor calculado
).