Questão FC277690
Texto 6A1-III A figura a seguir representa esquematicamente uma ampola evacuada; no seu interior, há um capacitor de placas paralelas, quadradas, de aresta x0 = 10,66 cm, separadas
Eletrostática
CEBRASPE (CESPE) · 2022
Texto 6A1-III
A figura a seguir representa esquematicamente uma ampola evacuada; no seu interior, há um capacitor de placas paralelas, quadradas, de aresta x0 = 10,66 cm, separadas por uma distância d = 1 cm, e conectadas a uma fonte de tensão de 10 V, através de um resistor de resistência R = 1 × 106 Ω. Na ampola, também existe uma fonte de emissão termiônica de elétrons, cujo potencial Va é utilizado para acelerar elétrons até atingirem uma velocidade v constante. Cada elétron, com velocidade v, penetra a região no centro das placas (y = 0), onde há um campo elétrico, e se desloca até atingir o anteparo fosforescente da ampola na borda das placas do capacitor.
Desconsidere os efeitos de bordas do campo elétrico nas placas do capacitor e considere 8,8 × 10-12 F/m como o valor da permitividade do vácuo e 1,75 × 1011 C/kg como a razão carga- massa do elétron.
Em relação ao texto 6A1-III, após todo o sistema estar ligado, quando um elétron atingir o anteparo na borda das placas, ele terá aceleração, na direção y, igual a
- 5,71 × 10-12 m/s2.
- 5,71 × 10-10 m/s2.
- 7,57 × 106 m/s2.
- 1,75 × 1014 m/s2.
- 1,75 × 1012 m/s2.
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Gabarito
D
Comentário do professor
Campo elétrico entre as placas é uniforme e dado por \(E=\dfrac{V}{d}\). Com \(V=10\) V e \(d=0{,}01\) m temos \(E=1000\ \text{V/m}\).
Força elétrica sobre o elétron é \(F=qE\). Dividindo pela massa vem a aceleração: \(a=\dfrac{q}{m}\,E\).
Usando a razão carga/masa fornecida, \(\dfrac{q}{m}=1{,}75\times10^{11}\ \text{C/kg}\), obtemos \(a=1{,}75\times10^{11}\times1000=1{,}75\times10^{14}\ \text{m/s}^2\).
Portanto, a aceleração na direção y (perpendicular às placas) tem módulo igual a 1,75×1014 m/s².
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