A distância média entre um elétron e um próton num átomo de hidrogênio é de 5,3 times 10^-11 m. Baseado nos resultados anteriores, as partículas irão se atrair ou repelir? Explique.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a distância média entre um elétron e um próton num átomo de hidrogênio, que é de metros. O assunto envolvido aqui é a força eletrostática entre partículas carregadas. Para resolver isso, precisamos saber sobre as cargas das partículas e como elas interagem usando a Lei de Coulomb.

Passo 2

Vamos começar lembrando que elétrons têm carga negativa ( ) e prótons têm carga positiva ( ), onde é a carga elementar ( C).

Passo 3

A Lei de Coulomb nos diz que a força entre duas partículas carregadas é dada por:
F = ke |q1 cdot q2|r^2
onde:
  • é a força entre as partículas,
  • ²² é a constante eletrostática,
  • e são as cargas das partículas,
  • é a distância entre elas.

Passo 4

Substituindo os valores que conhecemos:
  • F = 8,99 times 10^9 |(+1,6 times 10^-19) cdot (-1,6 times 10^-19)|(5,3 times 10^-11)^2 C,
  • C,
  • m.
Então, a força fica:

Passo 5

Calculando os valores dentro da fórmula:
|(+1,6 times 10^-19) cdot (-1,6 times 10^-19)| = 2,56 times 10^-38 , C² ²
(5,3 times 10^-11)^2 = 2,809 times 10^-21 , m² ²
Então:
F = 8,99 times 10^9 times 2,56 times 10^-382,809 times 10^-21 approx 8,99 times 10^9 times 9,11 times 10^-18 approx 8,19 times 10^-8 , N

Passo 6

Agora, observamos que o resultado da força é positivo, o que indica que a força é atraente. Isso faz sentido porque partículas com cargas opostas (próton positivo e elétron negativo) se atraem.

Resposta

As partículas irão se atrair porque o próton tem carga positiva e o elétron tem carga negativa, criando uma força de atração entre elas.

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