Suponha que no experimento de Millikan uma gota de óleo pesando
permanece parada quando o campo elétrico entre os pratos é ajustado para um valor de 5 x
.
a) Qual é a carga sobre a gota de óleo neste caso. (2,0 ptos)
a) Qual é a carga sobre a gota de óleo neste caso. (2,0 ptos)
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está nos dizendo. Temos uma gota de óleo que pesa
e ela fica parada quando o campo elétrico entre os pratos é
. Vamos usar conceitos de equilíbrio de forças e eletricidade para descobrir qual é a carga dessa gota.
Passo 2
Sabemos que, para a gota permanecer parada, a força elétrica que age sobre ela deve estar equilibrando exatamente o peso da gota. Ou seja, a força elétrica para cima (
) iguala o peso para baixo (
).
Passo 3
A força elétrica é calculada pela fórmula:
onde:
-
é a carga elétrica da gota, -
é a intensidade do campo elétrico.
Passo 4
O peso da gota é dado por:
mas como o peso já foi fornecido no problema (
), podemos usar diretamente esse valor.
Passo 5
Como as forças estão equilibradas:
Substituindo as fórmulas:
Passo 6
Agora, vamos isolar a carga
na equação:
Passo 7
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 8
Fazendo o cálculo:
Resposta
A carga sobre a gota de óleo é
.