Ed
há 9 meses
Para resolver essa questão, precisamos usar a relação entre a força elétrica, a aceleração e a deflexão da gota. 1. Dados fornecidos: - Massa da gota (m) = 1 mg = 1 x 10^-6 kg - Carga da gota (q) = -7 µC = -7 x 10^-6 C - Tempo de travessia (t) = 20 ms = 20 x 10^-3 s - Deflexão vertical (d) = 4,8 mm = 4,8 x 10^-3 m - Aceleração da gravidade (g) = 10 m/s² 2. Força gravitacional (Fg): \[ Fg = m \cdot g = (1 \times 10^{-6} \, \text{kg}) \cdot (10 \, \text{m/s}^2) = 1 \times 10^{-5} \, \text{N} \] 3. Aceleração vertical (ay): A deflexão vertical (d) pode ser relacionada à aceleração vertical (ay) e ao tempo (t) pela fórmula: \[ d = \frac{1}{2} a_y t^2 \] Rearranjando para encontrar a aceleração: \[ a_y = \frac{2d}{t^2} = \frac{2 \cdot (4,8 \times 10^{-3} \, \text{m})}{(20 \times 10^{-3} \, \text{s})^2} = \frac{9,6 \times 10^{-3}}{4 \times 10^{-4}} = 24 \, \text{m/s}^2 \] 4. Força elétrica (Fe): A força elétrica é dada por: \[ Fe = q \cdot E \] Onde E é o módulo do campo elétrico. 5. Relação entre forças: A força elétrica deve equilibrar a força gravitacional e fornecer a aceleração vertical: \[ Fe = m \cdot a_y \] Portanto: \[ q \cdot E = m \cdot a_y \] Substituindo os valores: \[ (-7 \times 10^{-6} \, \text{C}) \cdot E = (1 \times 10^{-6} \, \text{kg}) \cdot (24 \, \text{m/s}^2) \] \[ E = \frac{(1 \times 10^{-6} \, \text{kg}) \cdot (24 \, \text{m/s}^2)}{-7 \times 10^{-6} \, \text{C}} = \frac{24 \times 10^{-6}}{-7 \times 10^{-6}} = -\frac{24}{7} \, \text{N/C} \] Como estamos interessados no módulo do campo elétrico, a resposta correta é: E) 24/7.
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