Na tabela 1 estão uma parte dos dados coletados por Millikan para a gota no experimento das gotas de óleo. (a) Encontre a velocidade terminal de descida
na tabela, usando o tempo médio de descida e a distância
percorrida pela gota de óleo igual a
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre o experimento das gotas de óleo de Millikan. A questão pede para encontrar a velocidade terminal de descida
de uma gota de óleo usando o tempo médio que ela demora para descer e a distância
que ela percorre, que é de 10,21 mm. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é velocidade terminal e como calcular usando distância e tempo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é velocidade terminal. No contexto do experimento de Millikan, quando a gota de óleo está descendo, ela acelera devido à gravidade. Mas, ao mesmo tempo, a resistência do ar age contra o movimento da gota. Quando essas duas forças se equilibram, a gota para de acelerar e continua descendo com uma velocidade constante. Essa velocidade constante é a velocidade terminal
.
Passo 3
Agora, para calcular a velocidade terminal, podemos usar uma relação simples da física que liga distância, tempo e velocidade. A fórmula básica é:
Onde:
-
é a velocidade terminal, -
é a distância percorrida, -
é o tempo que a gota demorou para percorrer essa distância.
Passo 4
Vamos aplicar essa fórmula com os dados que temos. A distância
é de 10,21 mm. Antes de usar, é bom converter essa medida para metros para manter as unidades no Sistema Internacional:
Agora, precisamos do tempo médio de descida
da gota. Esse valor deve estar na Tabela 1 mencionada no enunciado. Supondo que o tempo médio seja, por exemplo, 5 segundos (você deve substituir esse valor pelo tempo real da tabela), temos:
Resposta
A velocidade terminal de descida
da gota de óleo é de 0,002042 metros por segundo (m/s).