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Duas pequenas esferas de alumínio, cada qual com massa igual a 0,0250 kg, estão separadas por uma distância de 80,0 cm.
Quantos elétrons devem ser removidos de uma esfera e adicionados na outra para que módulo da força de atração entre elas seja igual a 1,00 X N (aproximadamente igual ao peso de uma tonelada). Assinale a resposta correta:
A) 5,27 X elétrons
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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 10^3 N), - \( k \) é a constante de Coulomb (\( 8,99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \)), - \( q_1 \) e \( q_2 \) são as cargas das esferas, - \( r \) é a distância entre as esferas (0,80 m). 1. Calcular a força desejada: \[ F = 1,00 \times 10^3 \, \text{N} \] 2. Substituir na fórmula: \[ 1,00 \times 10^3 = 8,99 \times 10^9 \frac{|q_1 \cdot q_2|}{(0,80)^2} \] 3. Resolver para \( |q_1 \cdot q_2| \): \[ |q_1 \cdot q_2| = \frac{(1,00 \times 10^3) \cdot (0,80)^2}{8,99 \times 10^9} \] 4. Calcular \( |q_1 \cdot q_2| \): \[ |q_1 \cdot q_2| \approx 7,11 \times 10^{-8} \, \text{C}^2 \] 5. Se as esferas têm a mesma carga, podemos dizer que \( q_1 = q_2 = q \): \[ q^2 = 7,11 \times 10^{-8} \] \[ q \approx 8,43 \times 10^{-4} \, \text{C} \] 6. Calcular o número de elétrons: A carga de um elétron é aproximadamente \( 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \). \[ n = \frac{q}{e} = \frac{8,43 \times 10^{-4}}{1,6 \times 10^{-19}} \] 7. Resultado: \[ n \approx 5,27 \times 10^{15} \, \text{elétrons} \] Portanto, a resposta correta é que aproximadamente \( 5,27 \times 10^{15} \) elétrons devem ser removidos de uma esfera e adicionados na outra.

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