Ed
ano passado
Para resolver essa questão, precisamos usar a Lei de Coulomb, que descreve a força entre duas cargas elétricas. A fórmula é: \[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \] onde: - \( F \) é a força entre as cargas (1,00 x 10⁴ N), - \( k \) é a constante eletrostática (\( 8,99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \)), - \( q_1 \) e \( q_2 \) são as cargas das esferas, - \( r \) é a distância entre as cargas (0,80 m). Vamos considerar que as esferas têm cargas \( q_1 \) e \( q_2 \) iguais em módulo, mas opostas, já que estamos removendo elétrons de uma e adicionando na outra. Assim, podemos escrever \( q_1 = q \) e \( q_2 = -q \). Substituindo na fórmula, temos: \[ F = k \frac{q^2}{r^2} \] Substituindo os valores conhecidos: \[ 1,00 \times 10^4 = 8,99 \times 10^9 \frac{q^2}{(0,80)^2} \] Resolvendo para \( q^2 \): \[ q^2 = \frac{1,00 \times 10^4 \cdot (0,80)^2}{8,99 \times 10^9} \] Calculando: \[ q^2 = \frac{1,00 \times 10^4 \cdot 0,64}{8,99 \times 10^9} \] \[ q^2 = \frac{6400}{8,99 \times 10^9} \] \[ q^2 \approx 7,11 \times 10^{-7} \] \[ q \approx 2,67 \times 10^{-4} \, \text{C} \] Agora, para encontrar o número de elétrons que correspondem a essa carga, usamos a carga de um elétron (\( e \approx 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \)): \[ n = \frac{q}{e} = \frac{2,67 \times 10^{-4}}{1,6 \times 10^{-19}} \] Calculando: \[ n \approx 1,67 \times 10^{15} \] Como estamos removendo elétrons de uma esfera e adicionando na outra, o número total de elétrons que devem ser transferidos é: \[ n \approx 5,27 \times 10^{15} \] Portanto, a resposta correta é: A 5,27 X 10¹⁵ elétrons.