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ID
1613566
Banca
FUVEST
Órgão
USP
Ano
2014
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

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


Note e adote:

carga do elétron = -1,6 x 10-19 C c

arga do próton = + 1,6 x 10-19 C

aceleração local da gravidade = 10 m/s2

Alternativas
Comentários
  • De acordo com o enunciado, verifica-se que a força resultante sobre a esfera deve ser nula.
    A força elétrica (Fe) e o peso (P) precisam ter mesma direção, sentidos opostos e mesma intensidade.

    Fe = P

    Fe = q . E = q . 2 . 103
    P = m . g = 3,2 . 10-15 . 10 = 3,2 . 10-14 N

    Igualando as forças:
    q . 2 . 103 = 3,2 . 10-14
    q = (3,2 . 10-14) / (2 . 103)
    q = 1,6 . 10-17 C

    A esfera deve ser eletrizada com elétrons, para que o campo elétrico e a força elétrica possuam sentido contrário, já que o campo elétrico possui o mesmo sentido da aceleração da gravidade.
    Finalizando, calcula-se o número N de elétrons:
    N = 1,6 . 10-17 / 1,6 . 10-19 = 100
    Assim, a esfera tem 100 elétrons a mais que prótons.

    Resposta B