Enunciado

Em um projeto de ciências, você inventou uma “bomba de elétrons” que transfere elétrons de um objeto para outro. Para demonstrar sua invenção, você aparafusa uma pequena placa de metal no teto da escola, conecta a bomba entre a placa metálica e você mesmo e começa a “bombear” elétrons da placa de metal para você. Quantos elétrons devem ser movidos da placa de metal para seu corpo de modo que você permaneça suspenso no ar a 2,0 m do teto? Considere que sua massa seja de 60 kg. Dica: Considere que você e a placa possam ser modelados como cargas puntiformes

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

No início, você e as placas de metal são neutras. À medida que os elétrons são bombeados da placa de metal em você, a placa se torna tanto positivamente carregada quanto negativamente. Quando a diferença de carga é suficiente, ela se acumula entre você e a placa de metal e a força gravitacional em você será contrabalanceada pela força elétrica ascendente. Você começará lentamente a ficar suspenso no ar quando:

F = F G ⇒ K | q ∥ - q | ( 2.0 m ) 2 = m g ⇒ | q | = m g ( 2.0 m ) 2 K = ( 60 k g ) ( 9.8 N / k g ) ( 2.0 m ) 2 9.0 × 10 9 N m 2 / C 2 = 5.11 × 10 - 4 C

Dividindo essa carga pela carga de um elétron, obtém-se 3.2 × 10 15 elétrons.

Resposta

3.2 × 10 15 elétrons.

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