Question

Uma esfera plástica de massa 5,0 g está colocada num campo eletrostático de intensidade 2,0 x 10³N/C que exerce uma força capaz sobre cada partícula eletrizada positivamente. A força elétrica resultante é suficiente para equilibrar o peso da esfera. Adotando g = 10 m/s², determine o excesso de partículas eletrizadas na esfera

Answer 1

A esfera plástica foi colocado num campo elétrico, e a questão diz que a força elétrica resultante equilibrou o peso da esfera, ou seja, $Fe - P = 0$  

Sendo assim vamos anotar algumas informações .

Sabendo que força elétrica pode ser calculada como sendo  carga vezes o campo elétrico, ou seja,

$Fe = q.E$  

e o peso de um corpo é dado por :

$P = m.g$

Se a força elétrica e o peso estão em equilíbrio, temos a seguinte relação :

$Fe - P = 0$  

$Fe = P$

$q.E = m.g$

informações do enunciado :

$m = 5g = 5.10^{-3}kg$

$E = 2.10^3 N/C$

$g = 10m/s^2$

Substituindo os valores na relação do equilíbrio entre a força elétrica e o peso :

$q.E = m.g$

$q.2.10^3 = 5.10^{-3}.10$

$q = \frac{5.10^{-3}.10}{2.10^3}$

$q = 25.10^{-6}$

A questão pede o excesso de partículas eletrizadas, então podemos usar aquela relação :

$q = n.e$

onde :

$q =$ carga

$n =$ quantidade de elétrons

$e =$ carga elétrica elementar ( $1,6.10^{-19}$ )

Sendo assim, vamos igualar com a carga que achamos :

$q = n.e$

$25.10^{-6} = n.1,6.10^{-19}$

$n = \frac{25.10^{-6}}{1,6.10^{-19}}$

$n = 15,6.10^{13}$

Pronto, esse é número de excesso de partículas eletrizadas na esfera.