Question

(Puc-rio 2008) Uma carga positiva puntiforme é liberada a partir do repouso em uma
região do espaço onde o campo elétrico é uniforme e constante. Se a partícula se move
na mesma direção e sentido do campo elétrico, a energia potencial eletrostática do
sistema
a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.
c) e a energia cinética da partícula permanecem constantes.
d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.
e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.

A alternativa correta é E. Poderiam me explicar o motivo?

Obrigada.

Answer 1

Vamos começar com a ideia de que o sistema é conservativo, isto é, uma energia se transforma em outra.
Se a partícula está a favor do campo elétrico ( está na mesma direção e sentido), ela não encontra dificuldades para se mover, logo, sua energia cinética aumenta. Como não se cria energias, esse aumento da energia cinética se deve a perda da energia potencial. Logo, se a energia potencial diminui, a energia cinética aumenta.
É um jeito intuitivo de se pensar no problema.
Espero ter ajudado :)

Answer 2

Uma situação onde o campo elétrico é uniforme e constante, por exemplo, é entre duas placas paralelas (capacitor). As linhas do campo elétrico saem da placa positiva para a placa negativa. Se uma carga é solta e se move na mesma direção e sentido, ela é positiva (pois será atraída pela negativa).
Pensando agora em termos de energia. A energia é sempre conservada. Logo, se a carga partiu do repouso e ganhou velocidade, sua energia cinética está aumentando. Obrigatoriamente, a potencial está reduzindo. Na eletrodinâmica, a energia potencial é dada pela diferença de potencial (voltagem). Fazendo um paralelo com a gravitação, a energia potencial é dada pela altura do corpo.
Em outras palavras, a energia potencial eletrostática neste caso é definida pela distância entre as placas. Quanto mais distante a carga estiver da placa que a atrai, maior é a energia potencial que poderá virar cinética (dá mais distância pra ela ganhar velocidade). Uma vez solta a carga ali, a potencial máxima foi definida e ela passa a se transformar em cinética. Lembre-se sempre da gravidade. Jogar do sétimo andar fornece pro corpo mais energia potencial do que jogá-lo do segundo, mas uma vez no ar, a potencial reduz e tornar-se-á cinética.