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Um pósitron (carga + e , massa igual à do elétron) está se movendo com uma velocidade de 1,0   X   10 7   m / s no sentido positivo do eixo x quando, em x   =   0 , encontra um campo elétrico paralelo ao eixo x. A Fig. abaixo mostra o potencial elétrico V associado ao campo. A escala do eixo vertical é definida por V s =   500,0   V . (a) O pósitron emerge da região em que existe campo em x   =   0 (o que significa que o movimento se inverte) ou em x = 0,50 m (o que significa que o movimento não se inverte)? (b) Com que velocidade o pósitron emerge da região?

Passo 1

Item (a)

Podemos usar a relação U = q V , em que U é o potencial elétrico de uma carga, q é a carga e V   é o potencial dela para alterar a informação que temos do gráfico que é de potencial para potencial elétrico. Portanto, de acordo com o enunciado, a energia cinética inicial, em elétron-volts é:

k i = m v 2 2 e = 9,11 × 10 - 31 k g 1,0 × 10 7 m s 2 2 1,6 × 10 - 19     C = 284   e V

Como 284   e V é menor do que a barreira que vemos do gráfico de 500   e V , então o pósitron tem o seu movimento invertido quando entra na região de campo elétrico, então, ele emerge do campo elétrico no ponto x = 0 .

Passo 2

Item (b)

Bem, de acordo com a lei de conservação da energia, como o potencial inicial e final são iguais a zero (como no gráfico), as velocidades inicial e final tem que ser iguais. Portanto, a velocidade final é 1,0 × 10 7   m / s .

Resposta

  1. O movimento se inverte.
  2. 1,0 × 10 û 7   m / s .

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