Um elétron (carga
) se move em torno de um núcleo de hélio (carga
) em um átomo de hélio. Qual das partículas aplica a maior força na outra?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão nos pergunta sobre qual partícula — o elétron ou o núcleo de hélio — exerce uma força maior sobre a outra. Estamos lidando com as interações eletrostáticas entre partículas carregadas, então vamos precisar usar a Lei de Coulomb e entender a Terceira Lei de Newton para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Lei de Coulomb, que nos diz como calcular a força entre duas cargas elétricas. A fórmula é:
onde:
-
é a força entre as cargas, -
é a constante eletrostática ( ), -
e são as magnitudes das cargas, -
é a distância entre elas.
Passo 3
No nosso caso, temos o elétron com carga
e o núcleo de hélio com carga
. A força que o elétron exerce sobre o núcleo e vice-versa pode ser calculada usando a mesma fórmula, já que a força depende apenas das magnitudes das cargas e da distância entre elas.
Passo 4
Mas aqui entra a Terceira Lei de Newton, que diz que toda ação tem uma reação de igual intensidade e direção oposta. Isso significa que a força que o elétron exerce sobre o núcleo é igual, em magnitude, à força que o núcleo exerce sobre o elétron.
Passo 5
Mesmo que as cargas sejam diferentes (
e
), a força resultante entre elas, de acordo com a Lei de Coulomb, será a mesma para ambas as partículas, apenas em direções opostas.
Resposta
Ambas as partículas, o elétron e o núcleo de hélio, aplicam forças de igual magnitude uma sobre a outra.