Questão FC278840
A figura acima ilustra um sistema de raios catódicos, que consiste na emissão de feixes de elétrons em um tubo a vácuo. No sistema, um filamento de resistência 10 \(Ω\), ligado a u
Eletrostática
CEBRASPE (CESPE) · 2018
A figura acima ilustra um sistema de raios catódicos, que consiste na emissão de feixes de elétrons em um tubo a vácuo. No sistema, um filamento de resistência 10 \(Ω\), ligado a uma fonte com diferença de potencial Vb = 30 V é aquecido, ocorrendo a emissão de elétrons sob a ação do potencial Vc,. Depois de emitido, um elétron (carga e) adquire velocidade Vo e energia potencial eVc, que é totalmente transformada em energia cinética. Em seguida, o elétron penetra na região entre duas placas paralelas metálicas, separadas por uma distância d = 0,01 m, sob a ação de uma diferença de potencial Va. Por fim, depois de percorrer a trajetória mostrada na figura, o elétron incide no anteparo.
Tendo como referência as informações apresentadas, sabendo que a razão carga/massa do elétron é 1,75 x 1011 C/kg, considerando Vc=500 V e desprezando os efeitos de borda nas placas paralelas, julgue o item que se segue.
Na figura a seguir, que representa parte do sistema de raios catódicos, é mostrado o trajeto correto feito pelo elétron após sair da região e da ação do campo elétrico entre as placas paralelas.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
A figura está errada porque, ao sair das placas, o elétron não sofre mais a ação do campo elétrico que o acelerava verticalmente. Dentro das placas a aceleração vertical é \(a=\dfrac{eE}{m}\) (com \(E=V_a/d\)), o que faz a trajetória ser parabólica.
Ao atravessar a fronteira entre as placas e a região livre, o campo elétrico torna‑se nulo: passam a valer as leis da inércia e o elétron continua com as componentes de velocidade que tinha no instante da saída. Portanto, fora das placas a trajetória é uma linha reta na direção do vetor velocidade instantâneo (a tangente à parábola no ponto de saída).
A ação da gravidade existe, mas é desprezível diante das velocidades e das forças envolvidas em tubos de raios catódicos, de modo que qualquer curvatura descendente seria praticamente imperceptível.
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