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Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 21.1 - Ex. 40

O campo elétrico na vizinhança da superfície da Terra aponta para baixo e tem módulo de 150   N / C . (a) Compara a magnitude da força elétrica em um elétron com a magnitude da força gravitacional no elétron. (b) Que carga deveria ser colocada em uma bola de pingue-pongue de 2,70 g para que a força elétrica equilibrasse o peso da bola próximo à superfície da Terra?

Passo 1

  1. A força elétrica sentida pelo elétron será:

    2. F = e E

    onde e é o módulo da carga do elétron e E é o campo elétrico.

    Já a força gravitacional será:

    P = m e g

    onde m e é a massa do elétron e g a aceleração da gravidade.

    Sendo assim, temos

    F P = e E m e g = 1,6 × 10 - 19 150 9,11 × 10 - 31 9,8 = 2,69 × 10 12

    Esse resultado mostra o motivo de geralmente desprezarmos a atração gravitacional em problemas de eletricidade...

    Passo 2

  2. No equilíbrio, a força elétrica deve anular o peso, ou seja,

m g = q E q = m g E = 2,7 × 10 - 3 9,8 150 q = 1,76 × 10 - 4   C

Esse valor é o módulo da carga. Como o campo E aponta para baixo, a força elétrica deve apontar para cima. Logo, q deve ser negativa, ou seja,

q = - 1,76 × 10 - 4   C

Resposta

  1. 2,69 × 10 12
  2. q = - 1,76 × 10 - 4   C
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