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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 21.Exercícios - Ex. 76

A Terra possui um campo elétrico orientado para seu centro com módulo aproximadamente igual a 150   N / C em pontos próximos de sua superfície. Se uma gota de chuva de diâmetro

igual a 0,020   m m está suspensa, imóvel, nesse campo, quantos elétrons em excesso ela deve possuir?

Passo 1

Olá, tudo bem? Vou ajudar você aqui! Vamos começar? Aqui temos um equilíbrio de forças:

F e = F g

E q = m g

q = m g E

O campo e a gravidade nós sabemos, mas e a massa?

Passo 2

A massa é o produto da densidade pelo volume. A densidade da água é 10 3 k g / m 3 , e o volume de uma gota (que podemos considerar uma esfera) é V = 4 3 π r 3 . Aqui atenção! O problema nos dá o diâmetro da gota! O volume vai com o raio!

Então a massa dessa gota é:

m = d V = 10 3 . 4 3 π 0,01 × 10 - 3 3 = 4,18 × 10 - 18 k g

Beleza?

Passo 3

Sabendo o valor da massa e do campo ( 150 N / C ), agora podemos calcular a carga. Resgatando a expressão do passo um para a carga temos:

q = m g E = 4,18 × 10 - 18 . 9,8 150

q = 2,73 × 10 - 13 C

Resposta

2,73 × 10 - 13 C

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