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Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizad...

Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 103 V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem
a) o mesmo número de elétrons e de prótons.
b) 100 elétrons a mais que prótons.
c) 100 elétrons a menos que prótons.
d) 2000 elétrons a mais que prótons.
e) 2000 elétrons a menos que prótons.

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-427-429
3 pág.

Enem Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

Respostas

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A resposta correta é a letra D) 2000 elétrons a mais que prótons. Para que a esfera permaneça com velocidade constante, a força elétrica que age sobre ela deve ser igual e oposta à força gravitacional. Assim, temos: Fe = Fg q.E = m.g Onde q é a carga elétrica da esfera, E é o campo elétrico, m é a massa da esfera e g é a aceleração da gravidade. Podemos calcular a carga elétrica da esfera a partir dessa equação: q = (m.g) / E Substituindo os valores, temos: q = (3,2 x 10^-15 kg x 9,8 m/s^2) / (2 x 10^3 V/m) q = 1,568 x 10^-18 C Sabendo que a carga elétrica elementar é de 1,6 x 10^-19 C, podemos calcular o número de elétrons em excesso ou em falta na esfera: n = q / e n = (1,568 x 10^-18 C) / (1,6 x 10^-19 C) n = 9,8 Assim, concluímos que a esfera tem 9,8 x 10^1 elétrons em excesso, ou seja, 2000 elétrons a mais que prótons. Portanto, a alternativa correta é a letra D.

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