(a) Que a carga total q o disco, no Exemplo 24-6, deve possuir, para que o campo elétrico no centro de sua superfície tenha exatamente o valor para o qual o ar sofre ruptura elétrica, produzindo faíscas? (b) Suponha que cada átomo na superfície do disco ocupe uma área de seção transversal efetiva igual a 0,015nm². Quantos átomos se encontram na superfície do disco? (c) A carga obtida no item (a) resulta de alguns átomos da superfície que tem um elétron em excesso. Que fração dos átomos da superfície deve estar, então, carregada?

Passo 1

E aí galerinha do bem, galerinha do mal e galerinha que gosta de uva passa na comida, vem comigo, antes de iniciar qualquer coisa vamos pegar os dados do exemplo citado:

  • Raio R do disco é 2,5cm
  • Para ruptura do ar, gerando faíscas, o campo elétrico na superfície do disco deve ser 3,0 ∙ 10 6   N / C

Passo 2

Agora sim, vamos resolver a questão A, para o campo elétrico, temos que:

E =   σ 2 ϵ 0 = 3,0 ∙ 10 6

E também:

σ = | q | A

Substituindo as equações, temos:

Passo 3

Para a questão B usando a relação n   =   A d / A a   = π R 2 / A a , em que n é o número de átomos, A d é a área do disco e A a é a seção reta efetiva de um átomo, temos:

Passo 4

Para a questão C, a fração pedida é:

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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