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Enunciado

Física - Alaor Chaves- Ed: 1º - Capítulo 16.Exercícios e Problemas - Ex. 2

16.2E Calcule a energia potencial eletrostática de um átomo de hidrogênio, considerando o modelo semiclássico no qual o elétron percorre uma órbita circular de raio 0,051   nm em torno do próton.

Passo 1

Belejóia galera, pra gente calcular a energia potencial eletrostática U entre duas cargas usamos a equação:

U = k q 1 q 2 r

Onde q 1 e q 2 são as cargas respectivas das partículas e r é a distância entre elas. Como no átomo de hidrogênio temos apenas 1 elétron orbitando em torno de 1 próton, as cargas q 1 e q 2 envolvidas no cálculo, serão as cargas de do elétron e do próton respectivamente:

q 1 = - 1,6 × 10 - 19   C ,     q 2 = 1,6 × 10 - 19   C

Enquanto a distância r entre as partículas será o raio da órbita circular do elétron em torno do próton dada pelo enunciado como:

r = 0,051   nm

Que passa para metros, temos:

r = 5,1 × 10 - 11

Passo 2

Show de belezeras, agora que descobrimos o raio do cérebro de um coach quântico, podemos calcular a energia potencial eletrostática do hidrogênio, dada por:

U = 9 × 10 9 ( - 1,6 × 10 - 19 ) ( 1,6 × 10 - 19 ) 5,1 × 10 - 11

U = - 4,5 × 10 - 18   J

Resposta

U = - 4,5 × 10 - 18   J

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