Um próton movendo-se em um acelerador de partículas linear com velocidade de (2,48.103 m/s )i . Em um dado instante, o próton é sujeito à um campo elétrico de intensidade E=(−1,50.10−3 N/C)i . Calcule o tempo e a distância que o próton percorre até chegar ao repouso.
Dado: carga do próton=1,6.10–19C e mpróton=1,673.10–27kg.
Como o próton é submetido a um campo elétrico negativo, então há uma força elétrica no sentido (-i) que faz com que o elétron entre em movimento retardado até chegar ao repouso. Então, a velocidade final é v = 0, com v0 = (2,48X103 m/s)i.
Primeiro vamos calcular a força elétrica que o faz parar:
F = q . E => F = 1,6X10-19 C . (-1,50X10-3 N/C)i => F = (-2,44X10-22 N)i
Agora vamos calcular a aceleração que o próton adquire ao ter seu movimento retardado. Como se trata de um MUV com desaceleração, é de se esperar que a aceleração seja negativa.
a = F/m => a = (-2,44X10-22 N)i / (1,673X10-27 Kg) => a = (-1,43X105 m/s2)i
Agora podemos calcular o tempo de frenagem do próton com uma função horária do MUV e, em seguida, calcular a distância percorrida.
v = v0 + a.t => 0 = (2,48X103 m/s)i + (-1,43X105 m/s2)i . t => t = 1,73X10-2 s
s = s0 + v0 . t + (a . t2) / 2 => s = 0 + (2,48X103 m/s)i + [ (-1,43X105 m/s2)i . (1,73X10-2 s)2] / 2 => s = (21,5 m)i
Espero ter ajudado.
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