Durante o experimento de Millikan usado para determinar a carga do elétron, uma microesfera de poliestireno carregada eletricamente é liberada em ar parado na presença de um campo elétrico vertical conhecido. A microesfera carregada será acelerada na direção da força resultante até atingir a velocidade terminal. A carga na microesfera é determinada medindo a velocidade terminal. Durante um destes experimentos, a microesfera tem raio r = 5,50 × 10 - 7 m , e o campo tem módulo E = 6,00 × 10 4N / C . O módulo da força de arraste na esfera é dado por F A = 6 π η r v , onde v é a rapidez da esfera e η é a viscosidade do ar ( η = 1,8 × 10 - 5N ⋅ s / m 2 ) . A massa específica do poliestireno é 1,05 × 10 3k g / m 3 . (a) Se o campo elétrico aponta para baixo e a microesfera de poliestireno está subindo com uma velocidade terminal de 1,16 × 10 - 4m / s , qual é a carga da esfera? Quantos elétron em excesso estão na esfera? (c) Se o sentido do campo elétrico for invertido, mas seu módulo permanecer o mesmo, qual será a nova velocidade terminal?

q = 4,80 × 10 - 19C 3 0,19m m / s

Enunciado

Sendo assim, a velocidade terminal é obtida quando a força resultante é igual a zero. Sendo assim,

Substituindo os dados, temos

Como cada elétron possui carga , então há três elétrons na microesfera.

Nesse caso, temos tanto o peso quando a força elétrica para baixo. Assim,