Qual o sentido da força resultante sobre o elétron em relação ao vetor r que separa as partículas?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um elétron e queremos determinar o sentido da força resultante que age sobre ele, em relação ao vetor r que separa as duas partículas. Para resolver isso, vamos utilizar os conceitos de força elétrica e leis de Coulomb, que explicam como partículas carregadas interagem entre si.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar que o elétron tem carga elétrica negativa. Quando duas partículas carregadas interagem, a força resultante entre elas depende das cargas de cada uma e da distância que as separa.

Passo 3

A Lei de Coulomb nos diz que a força elétrica ( F) entre duas partículas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas ( q1 e q2) e inversamente proporcional ao quadrado da distância ( r) que as separa. A fórmula é:
F = ke q1 q2|r|^2 r
onde ke é a constante eletrostática e r é o vetor unitário na direção de r.

Passo 4

No caso do elétron, que tem carga negativa, a natureza da força (atração ou repulsão) depende da carga da outra partícula. Se a outra partícula também for um elétron (carga negativa), a força será de repulsão. Se for um próton (carga positiva), a força será de atração.

Passo 5

A direção da força resultante está ao longo da linha que conecta as duas partículas, ou seja, ao longo do vetor r. Se a força for de repulsão, ela estará na mesma direção de r. Se for de atração, estará na direção oposta a r.

Passo 6

Como estamos falando da força sobre o elétron e considerando que a outra partícula também pode ser um elétron (o que é comum em interações básicas), a força resultante será de repulsão. Portanto, o sentido da força é na mesma direção do vetor r que separa as partículas.

Resposta

A força resultante sobre o elétron tem sentido na mesma direção do vetor r que separa as partículas.

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