Física III ⇒ Uesb-2010.2 Campo Elétrico Tópico resolvido

[dudaox]

A figura mostra duas placas planas paralelas.



O campo elétrico entre as placas é E = 2,0.10⁵N/C e a distância entre elas é d = 10,0mm. Supondo-se que um elétron seja liberado, a partir do repouso, nas proximidades da placa negativa e considerando-se o módulo da carga do elétron e = 1,6.10⁻¹⁹C, sua massa m = 9,1.10⁻³¹kg e desprezíveis as forças gravitacionais, é correto afirmar que a:
A)força elétrica que atua no elétron tem módulo igual a 1,8.10⁻²⁰N.
B)partícula realizará, inicialmente, um movimento retilíneo uniforme.
C)partícula levará um tempo de 2,0.10¹²s para se deslocar da placa negativa até a placa positiva.
D)diferença de potencial entre as placas é igual a 2,0kV.
E)partícula descreve um MHS de amplitude d/2.

Resposta

---

D

Como calcular a velocidade no campo elétrico ? E como eu posso encontrar a amplitude de um mHS nessa situação ? Gostaria que explicasse todas as alternativas, por favor.

[παθμ]

dudaox,

Como calcular a velocidade no campo elétrico ?

Basta usar o fato de que a força no elétron é [tex3]F=qE,[/tex3]

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[tex3]F=qE,[/tex3]

sendo [tex3]q[/tex3]

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[tex3]q[/tex3]

o módulo de sua carga. Como o campo elétrico é para a direita, e a carga do elétron é negativa, essa força está para a esquerda. Sua aceleração, então, é constante e igual a [tex3]a=\frac{qE}{m}.[/tex3]

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[tex3]a=\frac{qE}{m}.[/tex3]

A) [tex3]F=1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 2 \cdot 10^5 \; \text{N}=3,2 \cdot 10^{-14} \; \text{N}.[/tex3]

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[tex3]F=1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 2 \cdot 10^5 \; \text{N}=3,2 \cdot 10^{-14} \; \text{N}.[/tex3]

Incorreto.

B) Errado, a partícula realiza um MUV, pois a aceleração é constante e o movimento é retilíneo.

C) [tex3]\frac{at^2}{2}=d \Longrightarrow \frac{qE t^2}{m}=2d \Longrightarrow t=\sqrt{\frac{2md}{qE}}= \approx 7,54 \cdot 10^{-10} \; \text{s}.[/tex3]

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[tex3]\frac{at^2}{2}=d \Longrightarrow \frac{qE t^2}{m}=2d \Longrightarrow t=\sqrt{\frac{2md}{qE}}= \approx 7,54 \cdot 10^{-10} \; \text{s}.[/tex3]

Incorreto.

D) A ddp é [tex3]Ed=2 \cdot 10^5 \cdot 10^{-2} \; \text{V}=2\cdot 10^3 \text{V}=2 \; \text{kV}.[/tex3]

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[tex3]Ed=2 \cdot 10^5 \cdot 10^{-2} \; \text{V}=2\cdot 10^3 \text{V}=2 \; \text{kV}.[/tex3]

Correto.

E) Novamente, a partícula realiza um MUV. Incorreto.

Alternativa D.

[dudaox]

παθμ, só para confirmar: na resposta de como calcular a velocidade, eu encontro a aceleração e se eu tiver o tempo, encontro a velocidade, não é isso ?

[παθμ]

παθμ, só para confirmar: na resposta de como calcular a velocidade, eu encontro a aceleração e se eu tiver o tempo, encontro a velocidade, não é isso ?

No caso, nós tínhamos a velocidade inicial (zero), a distância percorrida (d) e a aceleração. Usando a equação de movimento do MUV nós podemos escrever [tex3]\frac{at^2}{2}=d,[/tex3]

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[tex3]\frac{at^2}{2}=d,[/tex3]

daí que nós pudemos encontrar o tempo. Se você quiser saber a velocidade do elétron após ele ter percorrido essa distância [tex3]d,[/tex3]

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[tex3]d,[/tex3]

ela será [tex3]at.[/tex3]

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[tex3]at.[/tex3]

[dudaox]

Entendi. Muito obrigada!

[παθμ]

Entendi. Muito obrigada!

De nada. Peço que marque a solução como aceita.

[dudaox]

παθμ, só mais uma pergunta, eu poderia encontrar o valor da alternativa D com a fórmula U=E/q ?

[παθμ]

παθμ, só mais uma pergunta, eu poderia encontrar o valor da alternativa D com a fórmula U=E/q ?

Acho que você está confundindo as coisas..

Essa fórmula [tex3]E=qU[/tex3]

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[tex3]E=qU[/tex3]

(E sendo energia, "q" sendo carga, U sendo diferença de potencial) é para a energia adquirida por uma partícula carregada ao passar por uma diferença de potencial U. A alternativa d) não tem nada a ver com isso, ela que você encontre a ddp entre as placas sabendo o campo elétrico e a distância entre elas.

[dudaox]

Ah sim, verdade. Confundi com outra questão. Muitíssimo obrigada