Question

Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 103 V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10–15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem

a) o mesmo número de elétrons e de prótons.
b) 100 elétrons a mais que prótons.
c) 100 elétrons a menos que prótons.
d) 2000 elétrons a mais que prótons.
e) 2000 elétrons a menos que prótons.

Answer 1

O movimento da partícula, para que ela atravesse os campos com velocidade vetorial constante, deve ser retilíneo e a força resultante deve ser nula.


A força elétrica F→ deve apresentar sentido contrário ao do peso P→. Podemos observar, também, que F→ terá sentido contrário ao do campo elétrico E→ e a carga elétrica é negativa (q < 0).

Assim, sendo F→ = P→, obtemos:

lql E = m . g ⇒ lql = mg/E
lql = 3,2 . 10⁻¹⁵ . 10/2.10³ (unidades SI)
lql = 1,6 . 10⁻¹⁷C


Se lql = n . e
n = lql / e = 1,6 . 10⁻¹⁷ / 1,6 . 10⁻¹⁹
n = 100


Entendemos que há 100 elétrons a mais que prótons, pois a carga é negativa.

Answer 2

Como foi observado que uma das esferas permanecia com velocidade constante, essa esfera terá: 100 elétrons a mais que prótons - letra b).

Vamos aos dados/resoluções:  

O campo elétrico foi "criado" para desenvolver e debater sobre a ação das forças que se encontram a distância e dessa forma, o mesmo também existe em uma região independente de possuir outra carga próximo.

E para que exista algum tipo de interações, é necessário que a carga de prova também esteja carregada eletricamente, enquanto a mesma sempre será positiva.

E para que atravesse a câmera com sua velocidade vetorial constante, teremos força resultante como nula (porque o movimento precisará ser reto). Portanto:

P = Fe

m . g = |q| . e

|q| = mg / e  

mg / e = 3,2 . 10^-15 . 10 / 2 . 10^3  

1,6 = . 10^-17C

Com isso:  

|q| = n . e  

n = |q| / e  

1,6 . 10^17 / 1,6 . 10^-19 = 100

Provando que existira 100 elétrons a mais do que prótons nessa esfera.  

Para saber mais sobre o assunto:  

https://brainly.com.br/tarefa/20718745

Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :)