A distância média entre um elétron e um próton em um átomo de hidrogênio é de . Calcule o valor médio da força eletrostática que age entre essas partículas.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a força eletrostática média entre um elétron e um próton no átomo de hidrogênio. Para isso, vamos usar a Lei de Coulomb, que descreve a força entre duas cargas elétricas. Vamos precisar saber a distância entre as partículas, que já foi dada, e as cargas do elétron e do próton.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a Lei de Coulomb, que é a fórmula que nos ajuda a calcular a força entre duas cargas elétricas. A fórmula é:
Onde:
  • é a força eletrostática,
  • é a constante de Coulomb ( ),
  • e são as cargas das partículas,
  • é a distância entre elas.

Passo 3

Vamos identificar os valores que temos:
  • A distância média é ,
  • A carga do próton é ,
  • A carga do elétron é .
Como estamos interessados no valor da força, vamos considerar o valor absoluto das cargas.

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores na fórmula da Lei de Coulomb:

Passo 5

Vamos calcular os valores passo a passo. Primeiro, multiplicamos as cargas:
Em seguida, calculamos o quadrado da distância:

Passo 6

Agora, substituímos esses resultados na fórmula:

Passo 7

Finalmente, multiplicamos os valores:

Resposta

A força eletrostática média que age entre o elétron e o próton no átomo de hidrogênio é de aproximadamente .

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