Um próton em um campo elétrico uniforme é liberado do repouso de uma placa carregada positivamente. Sabendo que a distância entre as placas é 0,3mm e a ddp entre elas é 500 V, qual a energia cinética do próton ao atingir a placa negativa? Despreze a força gravitacional.
Oi, bem? Então, se nós conseguirmos encontrar a variação da energia potencial elétrica do próton no processo, nós poderemos utilizar o teorema trabalho-energia e calcular a sua energia cinética final. Beleza? A energia potencial elétrica de uma partícula em um campo E qualquer é expressa matematicamente por
de tal modo que a sua variação em um dado processo é dada por
onde q é a carga elétrica do próton. O problema informa ainda que a diferença de potencial entre as placas é de 500 V, assim, usando que q é dado por q = , temos:
Pelo teorema trabalho-energia para forças conservativas, temos:
onde K é a energia cinética da partícula e os índices i e f referem-se aos estados inicial e final. Desse modo, pode-se obter que
onde foi utilizado que , pois o próton encontrava-se inicialmente em repouso.
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