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Flashcard FC785491

Quando uma partícula carregada entra em um campo elétrico uniforme perpendicular à sua velocidade, qual é a aceleração que ela sofre e como se comportam as componentes da velocidad

Eletrostática

Instituto AOCP · 2025

De acordo com o assunto Física: Eletrostática, responda:

Quando uma partícula carregada entra em um campo elétrico uniforme perpendicular à sua velocidade, qual é a aceleração que ela sofre e como se comportam as componentes da velocidade?
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Resposta

a = qE/m, dirigida segundo o campo (o sinal de q determina o sentido).

Explicação completa:
Decompõe-se o movimento em duas direções ortogonais: na direção do campo há aceleração constante \(a=\dfrac{qE}{m}\), e a velocidade varia como \(v_{\parallel}=v_{\parallel0}+at\).
Na direção perpendicular ao campo, não há força elétrica, a velocidade permanece constante, \(v_{\perp}=v_{\perp0}\).
Os deslocamentos são \(x=v_{\perp0}t\) e \(y=\tfrac{1}{2}at^2\), e a distância entre posições é \(d=\sqrt{x^2+y^2}\).

Exemplo:
Considere um elétron com \(q=-1{,}6\times10^{-19}\,\text{C}\), \(m=9{,}11\times10^{-31}\,\text{kg}\), \(v_{0}=2{,}0\times10^{6}\,\text{m/s}\) perpendicular ao campo, e \(E=1{,}0\times10^{4}\,\text{N/C}\).
Cálculo da aceleração:
\(a=\dfrac{qE}{m}=\dfrac{-1{,}6\times10^{-19}\cdot1{,}0\times10^{4}}{9{,}11\times10^{-31}}\approx -1{,}76\times10^{15}\,\text{m/s}^2\).
Para \(t=1{,}0\times10^{-9}\,\text{s}\):
\(x=v_{0}t=2{,}0\times10^{6}\cdot1{,}0\times10^{-9}=2{,}0\times10^{-3}\,\text{m}\).
\(y=\tfrac{1}{2}at^2=\tfrac{1}{2}\cdot(-1{,}76\times10^{15})\cdot(1{,}0\times10^{-9})^2\approx-8{,}8\times10^{-4}\,\text{m}\).
Distância entre posições: \(d=\sqrt{x^2+y^2}\approx2{,}18\times10^{-3}\,\text{m}\).





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