Questão
Universidade Estadual de Londrina - UEL
2012
2ª Fase
E-conhecido2493e2b4d8a
Discursiva
É conhecido e experimentalmente comprovado que cargas elétricas aceleradas emitem radiação eletromagnética. Este efeito é utilizado na geração de ondas de rádio, telefonia celular, nas transmissões via satélite etc. Quando o módulo da velocidade de uma partícula com carga elétrica e for pequeno comparado ao módulo da velocidade da luz c no vácuo, prova-se, utilizando a eletrodinâmica clássica, que a potência com a qual a carga elétrica com aceleração constante a irradia ondas eletromagnéticas é 

onde ε₀ é a constante de permissividade elétrica. Desprezando-se efeitos relativísticos, considera-se um próton com massa mₚ= 2×10⁻²⁷ kg com carga elétrica e= 2×10⁻¹⁹C abandonado em repouso em um campo elétrico uniforme de intensidade E= 14×10¹⁹ N/C produzido por um capacitor de placas paralelas uniformemente carregadas com cargas de sinais opostos como esquematizado na figura a seguir:



A distância entre as placas é d = 4×10⁻¹⁵ m, o meio entre elas é o vácuo, o campo gravitacional é desprezado e o tempo necessário para o próton percorrer a distância entre as duas placas é T= 10⁻¹⁹s.

a) Calcule a energia irradiada durante todo o percurso entre as placas, considerando que a potência de irradiação é Pᵢᵣᵣ = αa², onde α = = 6 × 10⁻⁵² kg·s. Apresente os cálculos.

b) Calcule a velocidade final com que o próton atinge a placa negativa do capacitor. Apresente os cálculos.