UFSCAR, Sem Campus, Física 3, AV1 - 2022.2 - Prof° Matheus Paes, Questão 2
Na superfície da terra há um próton fixo. A qual distância vertical acima deste primeiro próton, deve-se colocar um segundo próton para que a força eletrostática nesse segundo próton compense seu peso? (considere a aceleração da gravidade )
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão.
O enunciado quer saber a que distância da superfície da terra deve ser colocados dois prótons pra que a força eletrostática que um exerce sobre o outro compense seu peso. Mas o que isso quer dizer?
Quer dizer que a força eletrostática no segundo próton deve ser igual à força gravitacional a que um dos prótons está submetido na superfície da terra.
Como os dois prótons tem cargas iguais, a força eletrostática entre eles vai ser dada por:
Se for a massa do próton, temos a força gravitacional:
Então, vamos igualar essas duas forças para encontrar a distância .
Passo 2
Igualando, temos:
Vamos isolar agora:
Substituindo os valores:
Da constante eletrostática ,
Da carga do próton:
Massa do próton:
Constante gravitacional:
Então, temos:
Ou
E encerramos o exercício. Valeu, galera! 😉