Elétrons estão sendo continuamente liberados, via choques, das moléculas de ar na atmosfera por partículas de raios cósmicos vindas do espaço. Uma vez solto, cada elétron sofre a ação de uma força eletrostática $\vec{F}$ devida ao campo elétrico $\vec{E}$ que é produzido na atmosfera por partículas carregadas que já alcançaram a Terra. Próximo a superfície da Terra o campo elétrico possui intensidade $E=150 \mathrm{~N} / \mathrm{C}$ e está dirigido para baixo. Qual a variação $\Delta U$ da energia potencial elétrica de um elétron liberado quando a força eletrostática faz com que ele se mova verticalmente para cima por uma distância $d=520 \mathrm{~m}$.

Question

Elétrons estão sendo continuamente liberados, via choques, das moléculas de ar na atmosfera por partículas de raios cósmicos vindas do espaço. Uma ...

Ed · Answer

Para calcular a variação da energia potencial elétrica ($\Delta U$) de um elétron que se move em um campo elétrico, podemos usar a seguinte fórmula:

$$
\Delta U = -q \cdot E \cdot d
$$

onde:
- $q$ é a carga do elétron ($q = -1,6 \times 10^{-19} \, \text{C}$),
- $E$ é a intensidade do campo elétrico ($E = 150 \, \text{N/C}$),
- $d$ é a distância que o elétron se move ($d = 520 \, \text{m}$).

Substituindo os valores na fórmula:

$$
\Delta U = -(-1,6 \times 10^{-19}) \cdot 150 \cdot 520
$$

Calculando:

$$
\Delta U = 1,6 \times 10^{-19} \cdot 150 \cdot 520
$$

$$
\Delta U = 1,6 \times 10^{-19} \cdot 78000
$$

$$
\Delta U = 1,248 \times 10^{-15} \, \text{J}
$$

Portanto, a variação da energia potencial elétrica do elétron ao se mover verticalmente para cima por uma distância de 520 m é aproximadamente $1,248 \times 10^{-15} \, \text{J}$.

Se você tiver as alternativas, posso ajudá-lo a identificar a correta!

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