-42 0 ar úmido se torna um bom condutor de eletricidade (as moléculas se ionizam) quando é submetido a um campo elétrico maior que 3,0 times 106 N/C. Determine, para esse valor de campo elétrico, o módulo da força eletrostática a que é submetido (a) um elétron e (b) um átomo monoionizado.

Passo 1

Então, vamos lá! A questão fala sobre como a água úmida se torna um bom condutor de eletricidade quando submetida a um campo elétrico maior que . Precisamos calcular a força eletrostática que atua sobre (a) um elétron e (b) um átomo monoionizado nesse campo. Vamos usar conceitos de eletricidade estática para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a força eletrostática ( F = q times E ) que uma partícula com carga ( ) experimenta em um campo elétrico ( ) é dada pela fórmula:
Aqui, é a força, é a carga da partícula e é a intensidade do campo elétrico.

Passo 3

(a) Para um elétron:
Sabemos que a carga de um elétron é aproximadamente |F| = |q| times E = 1,602 times 10^-19 , C times 3,0 times 10^6 , N/C . Como queremos o módulo da força (ou seja, o valor absoluto), vamos usar:
|F| = 4,806 times 10^-13 , N
Calculando:

Passo 4

(b) Para um átomo monoionizado:
Um átomo monoionizado tem uma carga positiva de |F| = |q| times E = 1,602 times 10^-19 , C times 3,0 times 10^6 , N/C . Aplicando a mesma fórmula:
|F| = 4,806 times 10^-13 , N
Calculando novamente:

Resposta

(a) A força eletrostática sobre um elétron é .
(b) A força eletrostática sobre um átomo monoionizado também é .

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