-44 O ar úmido se torna um condutor (as moléculas se ionizam) quando é submetido a um campo elétrico maior que . Para esse valor de campo, determine o módulo da força eletrostática a que é submetido (a) um elétron e (b) uma molécula da qual foi removido um elétron.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre força eletrostática quando o ar úmido vira condutor sob um campo elétrico de . Vamos precisar usar a fórmula da força eletrostática e entender um pouco sobre carga elétrica.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula para calcular a força eletrostática. A gente usa:
Onde:
  • é a força eletrostática,
  • é a carga elétrica do objeto,
  • é a intensidade do campo elétrico.

Passo 3

Agora, vamos para a parte (a) do exercício: determinar a força sobre um elétron. Sabemos que a carga de um elétron é:
O sinal negativo indica que a carga é negativa, mas como queremos o módulo da força, vamos considerar só o valor positivo.

Passo 4

Vamos aplicar a fórmula com os valores conhecidos:

Passo 5

Fazendo a multiplicação:

Passo 6

Agora, para a parte (b), precisamos saber a força sobre uma molécula que perdeu um elétron. Isso significa que a molécula tem uma carga positiva de , ou seja:

Passo 7

Aplicando a mesma fórmula:

Passo 8

Fazendo a multiplicação:

Resposta

(a) A força eletrostática sobre um elétron é .
(b) A força eletrostática sobre a molécula é .

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A solução de um oscilador fracamente amortecido ( ) é dada por , onde é a constante de amortecimento por unidade de massa, é a freqüência natural de oscilação e é a amplitude inicial. Em de ciclo, este oscilador tem energia total puramente cinética e sua velocidade é máxima. Em contra partida, na metade de um ciclo completo a energia total é puramente potencial e o módulo do deslocamento é máximo. © Considerando-se agora que a razão entre a energia total calculada em e em é de 4/5, e que o período do sistema é de 10 s , determine o valor de . Dado .