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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 21.Exercício - Ex. 9

Duas esferas muito pequenas de 8,55 g, estão a uma distância de 15 cm de umcentro a outro e são carregadas adicionando-se um número igual de elétrons a cadauma delas. Desconsiderando-se todas as demais forças, quantos elétrons teriam de seradicionados a cada esfera para que ambas acelerem a 25,0   g quando forem libertadas? Para que lado elas vão acelerar?

Passo 1

Antes de resolvermos vamos anotar todas as informações importantes mencionadas no enunciado. (Podemos colocar no SI).

m = 8,55   g = 8,55   x   10 - 3   k g

a = 25g = 25 . 10 = 250 m/s²

r = 15   c m =   0,15   m

Passo 2

Para encontrarmos a força usaremos a 2° Lei de Newton

F = m   . a  

F = 8,55   x   10 - 3   .   250 = 2,09   N  

Passo 3

Substituindo F = 2,09   N , na equação de Lei de Coulomb, Obtemos.

F = k Q 1 Q 2 r 2

F = k Q Q r 2 = k Q 2 r 2

F = k Q 2 r 2                         →                         Q = r F k

Q = 0,15 2,09 9   x   10 9 = 0,15   .   0,02 3   x   10 - 8 = 0,15   .   0,15   x   10 - 4 = 2,25   x   10 - 6   C

Passo 4

O número de elétrons será

Q = n   .   e

n = Q e = 2,25   x   10 - 6   1,6   x   10 - 19 = 1,4   x   10 13   e l é t r o n s

Resposta

n = 1,4   x   10 13   e l é t r o n s , como as cargas possuem o mesmo sinal ( Q = 2,25   x   10 - 6   C ), significa que elas terão o efeito e repulsão.

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