Question

 a) Qual é o campo elétrico de um núcleo de ferro a uma distância igual a 6 x 10-10 m do núcleo? O número atômico do ferro é 26. Suponha que o núcleo possa ser considerado uma carga puntiforme.
b) Qual é o módulo do campo elétrico de um próton a uma distância igual a 5,29 x 10-11 m do próton? (Essa distância é igual ao raio da órbita do elétron no modelo do Bohr para o estado fundamental do átomo de hidrogênio). qpróton = 1,6 x 10-19 C.​

Answer 1

Resposta:

A) E = 93,6X10^{9} N/C.

B) E = 51,5X10^{12} N/C.

Explicação:

A) Considerando o núcleo do átomo como uma carga puntiforme, podemos utilizar a lei de Coulomb para a força elétrica em relação ao campo elétrico e uma carga teste. Sabendo que,

$E=\frac{F}{q}\\E=\frac{k.Q.q}{r^{2}}.\frac{1}{q}=\frac{k.Q}{r^{2}}$

E: campo elétrico (N/C);

k: constante de proporcionalidade (N.m²/C²);

Q: carga elétrica (C);

R: distância (m).

Sabendo que para a encontrar a carga do núcleo de ferro teremos que utilizar a equação Q = n.e, onde n = 26 é o numero atômico, e é a carga elementar e vale e = 1,6 x 10⁻¹⁹C, logo Q = 41,6 x 10⁻¹⁹C. Substituindo os dados na equação, teremos

$E=\frac{(9,0X10^{9}N.m^{2}/C^{2})(41,6X10^{-19}C)}{(6X10^{-10}m)^{2}}=93,6X10^{9}N/C=93,6GN/C$

B) Substituindo os dados na equação obtida na letra a):

$E=\frac{(9,0X10^{9}N.m^{2}/C^{2})(1,6X10^{-19}C)}{(5,29X10^{-11}m)^{2}}=51,5X10^{12} N/C$