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Uma partícula de carga +7,5 μC é liberada a partir do repouso no ponto x = 60 cm. A partícula começa a se mover devido à presença de uma carga Q que é mantida fixa na origem. Qual é a energia cinética da partícula após se deslocar 40 cm:

(a) se Q = +20 μC;

(b) se Q = -20 μC.

Passo 1

Fala galerinhaaa !! Estamos começando mais uma questão bem legal, vocês vão ver!!

Na letra (a), a carga que é mantida fica na origem tem carga positiva, assim como a partícula que será liberada do repouso, certo?

Como as duas possuem a mesma carga elas irão se afastar, então a distância inicial e final entre elas será:

r i = 0,60   m

r f = 0,60 + 0,40 = 1   m

Bom, agora vamos ter que lembrar da conservação da energia nas partículas do sistema que nos diz que:

E c f = K Q q r i - K Q q r f

E c f = K Q q 1 r i - 1 r f

Já sabemos as distância e agora só precisamos lembrar que:

K = 8,99 × 10 9   N m 2  

Q = 20 × 10 - 6   C

q = 7,5 × 10 - 6   C

Substituindo:

E c f = 8,99 × 10 9   N m 2 / C 2 7,5 × 10 - 6   C 20 × 10 - 6   C 1 0,60   m - 1 1,00   m

E c f = 0,90   J

Passo 2

Bom galerinha, a letra (b) é quase igual !! Mas aqui a carga na origem é negativa, isso significa que elas irão se atrair, e a distância entre elas irá diminuir:

r i = 0,60   m

r f = 0,60 - 0,40 = 0,2   m

Substituindo na equação que já temos:

E c f = 8,99 × 10 9   N m 2 / C 2 7,5 × 10 - 6   C - 20 × 10 - 6   C 1 0,60   m - 1 0,20   m

E c f = 4,50   J

O que acharam desta?! Legal, não foi?!

Resposta

  1. E c f = 0,90   J
  2. E c f = 4,50   J

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