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EXEMPLO 27.8 Um elétron se move através de um capacitor Dois eletrodos com diâmetro de 6,0 cm estão espaçados por 5,0 mm. Eles são carregados pela ...

EXEMPLO 27.8 Um elétron se move através de um capacitor
Dois eletrodos com diâmetro de 6,0 cm estão espaçados por 5,0 mm. Eles são carregados pela transferência de 1,0 � 1011 elétrons de um eletrodo para outro. Um elétron é solto, a partir do repouso, na superfície do eletrodo negativo. Quanto tempo ele demora para chegar ao eletrodo positivo? Com que velocidade ele colide com o eletrodo positivo? Considere que o espaço entre os eletrodos seja um vácuo.

Dois eletrodos com diâmetro de 6,0 cm estão espaçados por 5,0 mm.
Os eletrodos são carregados pela transferência de 1,0 � 1011 elétrons de um eletrodo para outro.
O elétron é solto, a partir do repouso, na superfície do eletrodo negativo.
O campo elétrico no interior de um capacitor de placas paralelas é uniforme.
O elétron terá aceleração constante.
A velocidade do elétron após percorrer meros 5,0 mm corresponde aproximadamente a 10% da velocidade da luz.

💡 1 Resposta

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O tempo que o elétron leva para chegar ao eletrodo positivo pode ser calculado usando a equação de movimento uniformemente acelerado: d = (1/2) * a * t^2 onde d é a distância percorrida, a é a aceleração e t é o tempo. No vácuo, a aceleração do elétron é dada por: a = e * E / m onde e é a carga do elétron, E é a intensidade do campo elétrico e m é a massa do elétron. Substituindo os valores, temos: a = (1,6 * 10^-19 C) * (1,6 * 10^-19 N/C) / (9,1 * 10^-31 kg) = 2,9 * 10^18 m/s^2 A distância percorrida pelo elétron é d = 5,0 mm = 5,0 * 10^-3 m. Substituindo na equação de movimento, temos: 5,0 * 10^-3 m = (1/2) * 2,9 * 10^18 m/s^2 * t^2 t^2 = (2 * 5,0 * 10^-3 m) / 2,9 * 10^18 m/s^2 t = 1,1 * 10^-9 s Portanto, o tempo que o elétron leva para chegar ao eletrodo positivo é de 1,1 * 10^-9 s. A velocidade do elétron quando ele colide com o eletrodo positivo pode ser calculada usando a equação de velocidade: v = a * t Substituindo os valores, temos: v = 2,9 * 10^18 m/s^2 * 1,1 * 10^-9 s = 3,2 * 10^9 m/s Portanto, a velocidade do elétron quando ele colide com o eletrodo positivo é de 3,2 * 10^9 m/s.

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