Sabemos que a carga negativa do elétron e a carga positiva do próton tem o mesmo valor absoluto. Suponha, porém, que houvesse uma diferença de 0,00010% entre as duas cargas. Nesse caso, qual seria a força de atração ou repulsão entre duas moedas de cobre situadas a 1,0 m de distância. Suponha que cada moeda contém átomos de cobre. Sugestão: um átomo de cobre contem 29 prótons e 29 elétrons. O que é possível concluir a partir deste resultado?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre as cargas dos elétrons e prótons, que normalmente têm o mesmo valor absoluto, mas vamos imaginar que há uma diferença de 0,00010%. A gente precisa calcular a força de atração ou repulsão entre duas moedas de cobre que estão a 1,0 metro de distância. Cada moeda tem átomos de cobre, e cada átomo tem 29 prótons e 29 elétrons. Vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente a Lei de Coulomb, pra resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender qual é a carga extra em cada moeda devido à diferença de 0,00010%. Sabemos que cada átomo de cobre tem 29 prótons e 29 elétrons, o que significa que, normalmente, a carga total de cada átomo é neutra. Mas com essa diferença, haverá um pequeno excesso de carga.

Passo 3

A diferença de 0,00010% significa que uma das partículas (prótons ou elétrons) tem uma carga um pouco maior que a outra. Vamos supor que os prótons tenham uma carga um pouco maior que os elétrons. Então, cada átomo de cobre terá uma carga líquida ligeiramente positiva.

Passo 4

A carga de um próton é C e a de um elétron é C. A diferença de 0,00010% significa que a carga extra por átomo é .

Passo 5

Calculamos a carga total de uma moeda multiplicando a carga extra por átomo pelo número de átomos:

Passo 6

Agora, vamos usar a Lei de Coulomb para calcular a força entre as duas moedas:
Onde:
  • ²² (constante de Coulomb)

Passo 7

Substituindo os valores na fórmula:

Resposta

A força de repulsão entre as duas moedas de cobre é de aproximadamente newtons.

Exercícios relacionados

Quanta energia em Joules é necessária para mudar um cubo degelo de de gelo a para vapor a ? dados:
Calores especificos
Calor Especifico c
Substância
Gelo 2090 0,50
Água 4186 1,00
Vapor 2010 0,48
Calores latentes de fusão e vaporizaçăo
Substância
Ponto de fusio
Calor latente de
fusào
Ponto de ebulicào
(
Calor latente de
vaporizacao
Água 0,00 100,00
121.686 J
123.360 J
120.882 J
121.268 J
120.464 J
0 coeficiente de dilatação volumétrico
*
médio para o mercúrio é . Se um recipiente de vidro do tipo pirex de 50 mL , cujo coeficiente de dilatação linear é igual a 3,2 x 10^(-6), está completamente cheio com mercúrio à temperatura de 283 K, quanto de mercúrio derramará se a temperatura se elevar a 303 K ?



Opção 5

Considere um pêndulo simples de comprimento e massa m , que realiza pequenas oscilações em torno da posição de equilíbrio. Essas pequenas oscilações podem ser consideradas um movimento harmônico. O ângulo inicial e a velocidade angular inicial . Calcular: frequência angular ; o período T ; a velocidade e aceleração angular e .
Considere uma objeto em movimento circular uniforme (MCU), onde o raio da trajetória circular é r e a velocidade angular é . Calcular: velocidade tangencial, aceleração centrípeta, período e frequência do movimento.