Question

- Fuvest – 2015 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
103V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem (considere: carga do elétron = - 1,6 x 10-19 C; carga do próton = + 1,6 x 10-19 C; aceleração local da gravidade = 10 m/s2)

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.