Question

Uma diferença de potencial de 180V é instalada entre as placas paralelas de um capacitor plano, conforme a figura a seguir. (Considere g = 10m/s² para cima.)
Uma partícula de massa 0,25g e carga +0,2μC é abandonada próximo à placa positiva e percorre toda a distância entre as placas até atingir a placa negativa. Despreze a resistência do ar. Calcule:
a) O módulo do campo elétrico existente entre as placas ;
b) O módulo da força elétrica que age sobre a partícula;
c) A energia cinética da partícula ao atingir a placa negativa.
(60pts PRA QUEM RESOLVER.)

Answer 1

Olá,

A) Quando falamos de placas paralelas existe uma relação entre campo elétrico, distancia é tensão dada por: V=E.d.

Logo:

180/0,31=E

E=580,6.

B) O campo elétrico pode ser escrito como a razão entre força elétrica e carga, logo para calcular a essa tal força sobre a partícula, basta multiplicar sua carga pelo campo, vejamos:

E=F/q

F=q.E

F=E=580,6. 0,2uC

F=0,000116 N.

C) Sendo F=m.a, teremos que a aceleração sofrida pela partícula é:

a=0,000116/0,00025

a=0,46 m/s^2

Logo, sua velocidade final será:

usando a equação de Torricelli.

$V^{2}=0^{2}+2*0,46*0,0031\\ \\ v=0,0534 m/s$

Calculando a energia cinética:

$Ec=mv^{2}/2\\ \\ Ec=0,00025*0,002852/2=3,56*10^{-7}J$