(Condutores e Isolantes) A maioria dos profissionais em nanotecnologia são permanentemente monitorados em relação ao excesso de carga estática acumulada em seu corpo. O corpo humano atua como um isolante quando a pessoa caminha sobre um carpete, coletando -50 nC por passo.
(a) Qual é o valor da carga acumulada em uma operária de uma fábrica se ela caminha 25 passos?
(b) Quantos elétrons estarão presentes nessa quantidade de carga?
© Se um delicado processo de fabricação pode ser danificado por uma descarga elétrica superior a 10^12 elétrons, qual é a quantidade máxima de passos que seria permitido a qualquer trabalhador antes de tocar os components?
Resposta: (a) 21,25 mu C; (b) 7,8 times 10^12 e^-; © Não mais do que 3 passos.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre como o corpo humano acumula carga estática ao caminhar sobre um carpete. A gente vai usar conceitos de carga elétrica e elementos fundamentais da eletricidade estática para resolver os três itens. Precisamos entender como calcular a carga acumulada, quantos elétrons correspondem a essa carga e determinar o número máximo de passos para evitar danos no processo de fabricação.

Passo 2

Parte (a): Qual é o valor da carga acumulada em uma operária de uma fábrica se ela caminha 25 passos?
Primeiro, sabemos que a cada passo, a operária acumula uma carga de -50 nC (nanoCoulombs). Para encontrar a carga total acumulada após 25 passos, multiplicamos a carga por passo pelo número de passos.
Carga total = Carga por passo times Número de passos = (-50, nC/passo) times 25, passos ú
Lembrando que 1 nC = C, mas podemos manter a unidade em microCoulombs para facilitar a interpretação.

Passo 3

Parte (b): Quantos elétrons estarão presentes nessa quantidade de carga?
Sabemos que cada elétron tem uma carga de aproximadamente Número de elétrons = Carga totalCarga de um elétron = 21,25 times 10^-6, C1,6 times 10^-19, C/elétron C. Para encontrar o número de elétrons que correspondem à carga total acumulada, dividimos a carga total pela carga de um elétron.
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Vamos calcular isso para obter o número de elétrons.

Passo 4

Parte ©: Qual é a quantidade máxima de passos que seria permitido a qualquer trabalhador antes de tocar os componentes?
O processo de fabricação pode ser danificado por uma descarga elétrica superior a Número máximo de passos = 10^12, elétrons7,8 times 10^12, elétrons/25 passos elétrons. Já sabemos quantos elétrons são acumulados por 25 passos. Para encontrar o número máximo de passos permitidos antes que a quantidade de elétrons alcance , dividimos o limite de elétrons pelo número de elétrons por passo.
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Vamos simplificar essa expressão para encontrar o valor máximo de passos.

Resposta

(a) ;
(b) ;
© Não mais do que 3 passos.

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