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64 Considere o modelo clássico do átomo de hidrogênio, no qual existe um próton no núcleo e um elétron girando em órbita circular em torno desse nú...

64 Considere o modelo clássico do átomo de hidrogênio, no qual existe um próton no núcleo e um elétron girando em órbita circular em torno desse núcleo. Suponha conhecidos: • em módulo: carga do próton = carga do elétron = 1,6 · 10–19 C; • raio da órbita do elétron = 1,0 · 10–10 m; • massa do elétron = 9,0 · 10–31 kg; • massa do próton = 1,7 · 10–27 kg; • constante eletrostática do meio: K = 9,0 · 109 Nm2 C–2; • constante de gravitação universal: G = 6,7 · 10–11 Nm2/kg2. Admitindo apenas as interações devidas às cargas elétricas, determine: a) o módulo da força de interação entre o próton e o elétron; b) a velocidade escalar do elétron. Se fossem consideradas também as interações gravitacionais, qual seria: c) o módulo da força resultante de interação entre próton e elétron? d) a velocidade escalar do elétron?

Essa pergunta também está no material:

PARTE I – ELETROSTÁTICA Tópico 1[1]
22 pág.

Física III Universidade Federal do Rio de JaneiroUniversidade Federal do Rio de Janeiro

💡 1 Resposta

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Para calcular a força de interação entre o próton e o elétron, podemos usar a fórmula da força eletrostática: a) O módulo da força de interação entre o próton e o elétron é dado por: F = (K * |q1 * q2|) / r^2 Onde K é a constante eletrostática, q1 e q2 são as cargas do próton e do elétron, respectivamente, e r é a distância entre as cargas. Substituindo os valores fornecidos: F = (9,0 * 10^9 * |1,6 * 10^-19 * 1,6 * 10^-19|) / (1,0 * 10^-10)^2 F ≈ 2,3 * 10^-8 N b) Para calcular a velocidade escalar do elétron, podemos usar a equação da força centrípeta: F = m * v^2 / r Onde m é a massa do elétron, v é a velocidade escalar e r é o raio da órbita. Isolando v na equação: v = √(F * r / m) Substituindo os valores: v ≈ √((2,3 * 10^-8 * 1,0 * 10^-10) / 9,0 * 10^-31) v ≈ 2,6 * 10^6 m/s c) Se considerarmos as interações gravitacionais, a força resultante de interação entre o próton e o elétron seria a soma vetorial das forças elétrica e gravitacional. d) A velocidade escalar do elétron seria afetada pela interação gravitacional, mas o cálculo exato dependeria da distância entre o próton e o elétron, o que não foi fornecido.

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