Enunciado

Duas placas metálicas paralelas grandes possuem cargas opostas e do mesmo módulo. A distância entre as placas é igual a 45 mm e a diferença de potencial entre elas é de 360 V.

a)Qual é o módulo do campo elétrico (suposto constante) existente na região entre as placas?

b)Qual é o módulo da força que esse campo exerce sobre uma partícula com carga igual +2,4 nC?

c)Use o resultado da parte b) para calcular o trabalho realizado pelo campo sobre a partícula quando ela se desloca da placa com potencial mais elevado para a placa com potencial mais baixo.

d)Compare o resultado da parte c) com a variação da energia potencial da mesma carga, calculando-a a partir do potencial.

Passo 1

letra a)

Podemos calcular o campo elétrico a partir do potencial e da distância entre as placas através da relação:

V = E ⋅ d → E = V / d

Substituindo os valores:

E = 360 45 ⋅ 10 - 3  

E = 8000   V / m

Passo 2

letra b)

Como já calculamos o campo elétrico, podemos calcular a força multiplicando pela carga:

F = q ⋅ E

F = 2,4 ⋅ 10 - 9 ⋅ 8000

F = 1,92 ⋅ 10 - 5 N

Passo 3

letra c)

O campo elétrico tem direção da placa com o potencial mais elevado (placa positiva) para a placa com o potencial mais baixo (placa negativa). E como a carga é positiva, a força vai ter a mesma direção do campo elétrico.

O que isso significa???????

Trabalho positivo!!!

Então a gente tem o trabalho como:

W =   F ⋅ d

W = 1,92 ⋅ 10 - 5 ⋅ 45 ⋅ 10 - 3

W = 8,4 ⋅ 10 - 7   J

Passo 4

letra d)

Calculando o trabalho a partir da variação da energia potencial temos:

W = - q ⋅ V b - V a = - 1,92 ⋅ 10 - 5 ⋅ ( - 360 )

W = 8,4 ⋅ 10 - 7   J

Achamos a mesma coisa que na letra c.

Resposta

letra a) E = 8000   V / m

letra b) F = 1,92 ⋅ 10 - 5 N

letra c) W = 8,4 ⋅ 10 - 7   J

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