Para que a gotícula de tinta passe pela região sem sofrer deflexão vertical, a força elétrica que atua sobre ela deve ser igual e oposta à força gravitacional. Vamos calcular as forças envolvidas. 1. Força gravitacional (Fg): A força gravitacional é dada pela fórmula: \[ Fg = m \cdot g \] onde: - \( m = 3,0 \times 10^{-12} \, \text{kg} \) - \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) Calculando: \[ Fg = 3,0 \times 10^{-12} \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 3,0 \times 10^{-11} \, \text{N} \] 2. Força elétrica (Fe): A força elétrica é dada pela fórmula: \[ Fe = q \cdot E \] onde: - \( q = -1,5 \, \text{nC} = -1,5 \times 10^{-9} \, \text{C} \) - \( E \) é o campo elétrico que queremos determinar. 3. Condição de equilíbrio: Para que a gotícula não sofra deflexão vertical, a força elétrica deve ser igual à força gravitacional em módulo, mas com sentidos opostos: \[ |Fe| = |Fg| \] Portanto: \[ |q \cdot E| = |Fg| \] Substituindo os valores: \[ |-1,5 \times 10^{-9} \cdot E| = 3,0 \times 10^{-11} \] 4. Resolvendo para E: \[ 1,5 \times 10^{-9} \cdot E = 3,0 \times 10^{-11} \] \[ E = \frac{3,0 \times 10^{-11}}{1,5 \times 10^{-9}} = 0,02 \, \text{N/C} \] 5. Sentido do campo elétrico: Como a carga da gotícula é negativa, para que a força elétrica (que atua na direção oposta ao campo elétrico) equilibre a força gravitacional (que atua para baixo), o campo elétrico deve estar direcionado para cima. Portanto, o módulo do campo elétrico \( E \) deve ser \( 0,02 \, \text{N/C} \) e o sentido deve ser para cima.