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Física

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Suponha uma pequeníssima esfera contendo 12 nêutrons, 11 prótons e 10 elétrons, ao redor da qual gira um elétron a 1,6 × 10–10 m de seu centro, no vácuo.
Considerando a carga elementar e = 1,6 × 10–19 C e a constante eletrostática do vácuo k0 = 9 × 109 N · m2 / C2, a intensidade da força elétrica entre a esfera e o elétron é
A) 5,6 × 10–10 N
B) 9,0 × 10–9 N
C) 1,4 × 10–9 N
D) 1,4 × 10–12 N
E) 9,0 × 10–12 N
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ano passado

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ano passado

Para calcular a força elétrica entre a esfera e o elétron, podemos usar a Lei de Coulomb, que é dada pela fórmula: \[ F = k_0 \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \] onde: - \( F \) é a força elétrica, - \( k_0 \) é a constante eletrostática (\( 9 \times 10^9 \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2 \)), - \( q_1 \) e \( q_2 \) são as cargas (neste caso, a carga da esfera e a carga do elétron), - \( r \) é a distância entre as cargas. 1. Cálculo da carga da esfera: - A esfera tem 11 prótons e 10 elétrons. Portanto, a carga total da esfera é: \[ q_{\text{esfera}} = (11 \cdot e) - (10 \cdot e) = 1 \cdot e = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \] 2. Cálculo da força: - A carga do elétron é \( q_{\text{elétron}} = -1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \). - A distância \( r \) é \( 1,6 \times 10^{-10} \, \text{m} \). Agora, substituindo os valores na fórmula de Coulomb: \[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{|(1,6 \times 10^{-19}) \cdot (-1,6 \times 10^{-19})|}{(1,6 \times 10^{-10})^2} \] Calculando: \[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(1,6 \times 10^{-19})^2}{(1,6 \times 10^{-10})^2} \] \[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{2,56 \times 10^{-38}}{2,56 \times 10^{-20}} \] \[ F = 9 \times 10^9 \cdot 10^{-18} \] \[ F = 9 \times 10^{-9} \, \text{N} \] Portanto, a intensidade da força elétrica entre a esfera e o elétron é: B) 9,0 × 10–9 N.

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