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Efeito Fotoelétrico (I)
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Borges e Nicolau
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Exercício de aplicação: resolução

A) Temos as seguintes formas de energia:

• Energia luminosa emitida pela lâmpada

• Energia térmica devido ao efeito Joule na lâmpada, nos fios de ligação e na bateria

• Energia química na bateria

• Energia potencial elástica na mola

• Energia mecânica no martelo da campainha

• Energia eletromagnética na bobina e nos fios de ligação

• Energia sonora emitida pela campainha.

B) Na placa metálica ocorre o efeito fotoelétrico explicado por Einstein, levando em conta a quantização da energia. Einstein propôs que um fóton de radiação incidente, ao atingir o metal, é completamente absorvido por um único elétron, cedendo-lhe a energia h.f.

Com isso, os elétrons são emitidos pela placa com energia cinética máxima

E_c = h.f – Φ, sendo h a constante de Planck, f a frequência dos fótons e Φ a função trabalho, isto é, a energia mínima necessária para que o elétron seja liberado da placa.

Outra parte do sistema é a lâmpada. A emissão de luz é devida aos saltos quânticos.

C) Forças que agem no braço metálico: F_p (força magnética), F_M (força da mola) e F_o (força do pino).

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Impondo o equilíbrio:

∑F_O = 0 => F_M . d/3 = F_p . d => F_M = 3.F_p (1)

∑F = 0 => F_p + F₀ = F_M (2)

De (1) e (2): F₀ = 2.F_p

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