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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 21.Exercício - Ex. 29

  1. Qual deve ser a carga (sinal e módulo) de uma partícula com 1,45   g   para que ela permaneça em repouso quando colocada em um campo elétrico orientado de cima para baixo cujo módulo é igual a 650   N / C
  2. Qual deve ser o módulo de um campo elétrico para que a força elétrica exercida sobre um próton seja igual ao módulo do seu peso?

Passo 1

Dados:

m = 1,45   g = 1,45   x   10 - 3   k g

E = 650   N / C

g = 9,8   m / s ²

m p r ó t o n = 1,67   x   10 - 27   k g

Passo 2

  1. Para calcular a carga elétrica, podemos utilizar a equação que relaciona a força elétrica e o campo elétrico.

    2. F e = E . q

    q = F e E

    De acordo co o diagram do corpo livre a força elétrica é igua a força peso.

    F e = F p = m . g

    Substituindo, temos.

    q = m . g E

    q = 1,45   x   10 - 3 . 9,8 650 = 21,9   x   10 - 6 = 21,9   μ C

    No diagrama do corpo livre, podemos perceber que força elétrica e o campo elétrio estão em sentidos opostos, isso indica que a carga é negativa.

    q = - 21,9   μ C

    Passo 3

  2. O campo elétrico para que a força elétrica exercida sobre um próton seja igual ao módulo do seu peso deve ser calculado pela equação.

F = q E

E = F | q | = m . g | q | = 1,67   x   10 - 27 . 9,8 1,6   x   10 - 19 = 1,02   x   10 - 7   N / C

Resposta

  1. q = - 21,9   μ C
  2. E = 1,02   x   10 - 7   N / C
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