Complexos
cúbicos são centros bastante comuns de transferência de elétrons em sistemas biológicos. Em um espectômetro de massa o complexo
espontaneamente se quebra em dois fragmentos iguais. A força repulsiva inicial entre os fragmentos é de 445 pN . Calcule a distância entre esses fragmentos nesse instante.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um complexo químico chamado
que, quando analisado em um espectrômetro de massa, se quebra em dois pedaços iguais. A força repulsiva inicial entre esses dois pedaços é de 445 pN. Nosso objetivo aqui é calcular a distância entre esses fragmentos nesse momento.
Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei de Coulomb, que descreve a força entre duas cargas elétricas. Precisamos entender também um pouquinho sobre as unidades de medida usadas, como newtons (N) para força e metros (m) para distância.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a Lei de Coulomb, que nos diz que a força elétrica (
) entre duas cargas (
e
) é dada por:
Onde:
-
é a força elétrica, -
é a constante de Coulomb ( ), -
e são as cargas das partículas, -
é a distância entre as cargas.
Passo 3
No nosso caso, o complexo
se divide em dois fragmentos iguais. Como a carga total é
, cada fragmento vai ter uma carga de
.
Então:
O valor da carga elementar (
) é
.
Passo 4
Agora, vamos reorganizar a fórmula da Lei de Coulomb para resolvermos para
:
Substituindo os valores que temos:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, calcula-se
:
Multiplicando pela constante de Coulomb:
Agora, divide-se pelo valor da força:
Passo 6
Por fim, tiramos a raiz quadrada para encontrar
:
Resposta
A distância entre os fragmentos nesse instante é de aproximadamente
metros.