Cesgranrio Transpetro 2023 Física · Potencial elétrico e energia potencial elétrica
Questão 51
Em um acelerador eletrostático linear, com comprimento igual a 6,0 m, prótons são acelerados a partir do repouso até uma velocidade final de \(4{,}0 \cdot 10^{6}\) m/s.
Qual é a diferença de potencial, em kV, na qual esse acelerador opera?
- Dado
- carga elétrica do próton \(= 1{,}6 \cdot 10^{-19}\) C
- massa do próton \(= 1{,}7 \cdot 10^{-27}\) kg
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Eletrostática — trabalho da força elétrica e diferença de potencial num acelerador de prótons.
Objetivo
Conceitos para revisar
Trabalho da força elétrica
Uma carga que atravessa uma diferença de potencial recebe da força elétrica um trabalho igual à carga vezes a ddp, qualquer que seja o caminho ou a distância.
Teorema da energia cinética
O trabalho da resultante é a variação da energia cinética. Partindo do repouso, toda a energia que a força elétrica entrega vira energia cinética final.
A ddp não depende do comprimento
O comprimento do acelerador diz qual é o campo elétrico, ddp dividida por distância, e não a ddp. Para a energia final, só a ddp importa.
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