Um elétron (carga -e ) se move em torno de um núcleo de hélio (carga +2 e ) 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:
F = ke cdot |q1 cdot q2|r^2
onde:
  • é a força entre as cargas,
  • é a constante eletrostática ( ²²),
  • 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.

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