Campo elétrico da Terra. A Terra possui uma carga elétrica líquida que produz um campo elétrico orientado para o centro da Terra com módulo de 150 N / C em pontos próximos a sua superfície.
Quais devem ser o módulo e o sinal da carga líquida adquirida por uma pessoa de 60 kg para que seu peso seja igual e contrário à força produzida pelo campo elétrico da Terra?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre o campo elétrico da Terra, que aponta para o centro com um módulo de 150 , N/C perto da superfície. A gente precisa descobrir qual deve ser a carga líquida que uma pessoa de 60 kg deve ter para que o peso dela seja igual e contrário à força elétrica que o campo da Terra exerce sobre ela. Vamos usar conceitos de força elétrica e peso para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o peso ( W) de uma pessoa é calculado pela fórmula:
W = m cdot g
onde:
- m é a massa da pessoa (60 kg),
- g é a aceleração da gravidade ( 9.8 , m/s^2).
Então, vamos calcular o peso:
W = 60 , kg times 9.8 , m/s^2 = 588 , N

Passo 3

Agora, a força elétrica ( Fe) que atua sobre uma carga em um campo elétrico é dada por:
Fe = q cdot E
onde:
- q é a carga elétrica que a pessoa vai ter,
- E é o módulo do campo elétrico ( 150 , N/C).
Queremos que essa força elétrica seja igual em magnitude ao peso, mas na direção oposta. Isso significa que:
Fe = -W
q cdot E = -W

Passo 4

Vamos isolar q na equação:
q = -WE
Substituindo os valores:
q = -588 , N150 , N/C
q = -3.92 , C

Resposta

A carga líquida adquirida pela pessoa deve ser de aproximadamente -3.92 , C.

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