Questão FC278823
A figura a seguir ilustra a situação em que um elétron é acelerado por uma diferença de potencial \(\varepsilon \, = \, 600 \, V\) e adquire uma velocidade constante \(v_x\) ao ent
Eletrostática
CEBRASPE (CESPE) · 2023
A figura a seguir ilustra a situação em que um elétron é acelerado por uma diferença de potencial \(\varepsilon \, = \, 600 \, V\) e adquire uma velocidade constante \(v_x\) ao entrar na região entre duas placas metálicas paralelas de comprimento \(s \, = \, 10 \, cm\) e separadas por uma distância \(d \, = \, 4 \, cm.\) Entre essas placas, há uma diferença de potencial de 30 V, produzida por uma bateria.
O conjunto todo está no vácuo.
A partir dessas informações e considerando a velocidade da luz \(c \, = \, 3 \, \times \, 10^8 \, m/s,\) a carga do elétron \(e \, = \, 1,6 \, \times \, 10^{-19} \, C\) e a massa do elétron igual a \(9,14 \, \times \, 10^{-31} \, kg,\) julgue o próximo item.
A força que atua no elétron na direção do eixo-y tem o módulo \(F_y \, = \, 0,12 \, \times \, 10^{-15} \, N.\)
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
Calculamos primeiro o campo elétrico uniforme entre as placas: \(E=\dfrac{\Delta V}{d}=\dfrac{30\ \text{V}}{0{,}04\ \text{m}}=750\ \text{V/m}.\)
A força elétrica sobre o elétron tem módulo dado por \(F=|q|E\). Substituindo \(q=1{,}6\times10^{-19}\ \text{C}\) e \(E=750\ \text{V/m}\):
\(F=1{,}6\times10^{-19}\times750=1{,}2\times10^{-16}\ \text{N}=0{,}12\times10^{-15}\ \text{N}.\)
Portanto o módulo informado está correto. Observação: por o elétron ser negativo, a força aponta no sentido oposto ao do campo (para a placa positiva). A aceleração prévia por 600 V apenas determina \(v_x\); não altera o cálculo de \(F_y\).
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