Question

Raios cósmicos constantemente arrancam elétrons das moléculas do ar da atmosfera terrestre. Esses elétrons se movimentam livremente, ficando sujeitos às forças eletrostáticas associadas ao campo elétrico existente na região que envolve a Terra. Considere que, em determinada região da atmosfera, atue um campo elétrico uniforme de intensidade E = 100 N/C, conforme representado na figura.

Se um elétron de carga 1,6 × 10–19 C e de massa desprezível, sujeito a uma força constante, se movimenta verticalmente para cima nessa região, percorrendo uma distância d = 500 m, a variação de energia potencial elétrica sofrida por ele, nesse trajeto, será de:
a) –1,5 × 10–14 J
b) –8,0 × 10–15 J
c) –1,6 × 10–15 J
d) –9,0 × 10–15 J
e) –1,2 × 10–14 J

Answer 1

Trabalho (τ) = f x d ⇒ f = E x q ⇒ E x q x d

τ = 100 x 1,6 . $10^{-19}$ x 500

τ = 8 . $10^{-15}$ J

Como o trabalho realizado é positivo, a variação é negativa. Por isso, τ = - 8 . $10^{-15}$ J

Answer 2

A variação de energia potencial elétrica sofrida por esse elétron, nesse trajeto, será de –8,0 × 10–15 J.

Para responder corretamente esse tipo de questão, devemos levar em consideração que:

• A variação da energia potencial é dada pela equação ΔU = -W;
• O trabalho realizado será dado pelo produto entre a força e o deslocamento;
• Sabemos que d = 500 m, E = 100 N/C e q = 1,6.10⁻¹⁹ C;

Com essas informações,  temos que:

ΔU = -(F.d)

ΔU = -(E.q.d)

ΔU = -(100.1,6.10⁻¹⁹.500)

ΔU = -(80000.10⁻¹⁹)

ΔU = -8,0 . 10⁻¹⁵ J

Resposta: B

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