Gabarito disponível
Supondo que um elétron de carga -e e de massa igual a “m” mantém uma órbita circular de raio R em torno de um próton, em repouso, de carga “+e”. Essa órbita é mantida devido à atração coulombiana entre o elétron e o próton. Assinale a alternativa que indica corretamente a expressão da energia cinética do elétron.
Considere que “k” representa a constante eletrostática do meio.
Considere que “k” representa a constante eletrostática do meio.
Resolução comentada
A força coulombiana atua como resultante centrípeta, o que dá Ec = ke²/2R.
A força centrípeta é igual à força elétrica: mv²/R = ke²/R². Logo mv² = ke²/R. A energia cinética é Ec = mv²/2 = ke²/2R.
Análise das alternativas
A) ke² não tem dimensão de energia. C) ke²/R é o módulo da energia potencial, não da cinética. D) −ke²/2R é a energia mecânica total, que é negativa, e a energia cinética nunca é negativa.
Referência: Eletrostática e dinâmica do movimento circular.
Resolução comentada do VaiConcursos.