Question

Considere um dispositivo que consiste de um catodo e um anodo separados por uma certa distância e inseridos em um meio onde há vácuo. Por um processo não descrito aqui, faz-se com que o catodo emita elétrons. Aplica-se uma diferença de potencial de 300 V entre o catodo e o anodo, que faz com que os elétrons se movimentem em direção ao anodo. Considere agora que um desses elétrons parta do repouso e, com movimento uniformemente variado, atinja o anodo. Sendo a carga do elétron igual a 1,6x10-19 C e sua massa igual a 9,1x10-31 kg, calcule a velocidade com que o elétron chega ao anodo.

#UFPR
#VESTIBULAR

Answer 1

A velocidade com que o elétron chega ao anodo equivale a  1,027. 10⁷ m/s.

O trabalho realizado pela força elétrica equivale ao trabalho de deslocar a carga entre dois pontos.

O trabalho realizado pela força elétrica será equivalente à variação da energia cinética do elétron.

T = ΔEc

A variação da energia potencial representa o trabalho realizado pela força elétrica.

T = q (Va - Vb)

Assim, teremos-

q (Va - Vb) = ΔEc

1,6. 10⁻¹⁹. 300 = m. V²/2 - 0

480. 10⁻¹⁹ = 9,1. 10⁻³¹. V²/2

V² = 960. 10⁻¹⁹/9,1. 10⁻³¹

V = 1,027. 10⁷ m/s