Na figura, A e B representam duas placas metálicas; a diferença de potencial entre elas é VB – VA = 2,0 x 104 V. As linhas tracejadas 1 e 2 representam duas possíveis trajetórias de um elétron, no plano da figura.
Considere a carga do elétron igual a -1,6 x 10-19 C e as seguintes afirmações com relação à energia cinética de um elétron que sai do ponto X na placa A e atinge a placa B:
- Se o elétron tiver velocidade inicial nula, sua energia cinética, ao atingir a placa B, será 3,2 x 10-15
- A variação da energia cinética do elétron é a mesma, independentemente de ele ter percorrido as trajetórias 1 ou 2.
- O trabalho realizado pela força elétrica sobre o elétron na trajetória 2 é maior do que o realizado sobre o elétron na trajetória 1.
Apenas é correto o que se afirma em
(A) I.
(B) II.
(C) III.
(D) I e II.
(E) I e III.
Tags – Física, eletrodinâmica, potencial elétrico, campo elétrico uniforme.
Resolução
Vamos avaliar cada uma das afirmações:
I. Independente da trajetória que o elétron percorra entre A e B, ele estará sob ação apenas de forças conservativas, portanto há conservação da energia mecânica (ΔEM=0), logo:
ΔEM= ΔEC + ΔEPot = 0 → ΔEC = -ΔEPot
ΔEC = -ΔEPot = -q x UAB = -(-1,6 x 10-19) x (2 x 104)
ΔEC = 3,2 x 10-15 J (Verdadeira)
II. Como discutido na afirmação anterior, a variação da energia cinética do elétron que sai da placa A e alcança a placa B depende somente da diferença de potencial entre elas, como o campo é uniforme, independentemente do caminho percorrido a variação da energia cinética será a mesma. (verdadeira)
III. Como o elétron está sujeito apenas a forças conservativas, o trabalho independe da trajetória, logo o trabalho da força elétrica sobre o elétron na trajetória 1 e 2 é o mesmo.
Letra D.
