Exercícios Resolvidos de Cargas e Eletrização

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Enunciado

Um objeto está carregado eletricamente com uma carga de q = - 0,016   C . Responda:

  1. Quantos elétrons são responsáveis pela carga elétrica do objeto?
  2. O número que acabamos de calcular corresponde ao número total de elétrons do objeto?

Passo 1

É isso aí galerinha!! Mais uma bem legalzinha pra gente!!

Nós temos um corpo com carga negativa, isso quer dizer o que?

Quer dizer que o corpo ganhou alguns elétrons. E por causa disso, agora ele tem mais carga negativa que positivas, não sendo mais neutro!!

Essa carga que ele agora tem se deve a essa diferença entre o número de elétrons e prótons, ok?

A quantidade de carga de um corpo é quantizada. O que significa que é sempre um múltiplo da carga elementar. Ou seja:

Q = n . e

Onde:

Q é a quantidade de carga do corpo;

n é o número de cargas elementares;

e é a quantidade de cargas elementares.

Como queremos achar o número de elétrons, nós podemos isolar o n de um lado da igualdade, passando o e para o outro lado dividindo:

n = Q e

Sendo que:

Q = - 0,016   C

E a carga elementar para o elétron:

e = - 1,6 × 10 - 19   C

Substituindo na fórmula:

n = - 0,016   C - 1,6 × 10 - 19   C

Pra fazer esse cálculo, pode ser útil transformar o Q = - 0,016   C em notação científica.

Pra isso, vamos andar com a vírgula até o primeiro algarismo diferente de zero, e contar quantas casas tivemos que andar:

Veja que a vírgula parou depois do 1, então o número se tornou 1,6. Além disso, podemos tirar esse 00 ali da frente, pois eles não são mais necessários. Agora a gente acrescenta a potência de base 10 com o expoente igual ao número de casa que a gente andou, como o número era menor que 1, o expoente será negativo. Assim, a quantidade de carga pode ser escrita como:

Q = - 1,6 × 10 - 2   C

E nosso cálculo de n se torna:

n = - 1,6 × 10 - 2   C - 1,6 × 10 - 19   C

Resolvemos a divisão dos números normalmente. Na divisão de dois números negativos temos um resultado positivo. E para a divisão das potências de base 10, nós repetimos a base e subtraímos os expoentes.

n = 1 × 10 - 2 - - 19

n = 1 × 10 - 2 + 19

n = 1 × 10 17

Então nós temos cerca de 1 × 10 17 elétrons a mais dos prótons neste corpo!

Um número bem grande de elétrons.

Passo 2

Bom, a letra (b) é mais conceitual, não é? E ela nos pergunta se o número que acabamos de calcular corresponde ao número total de elétrons do objeto, não é?

O que vocês acham?

Nós vimos acima que esse n apenas significa a diferença entre prótons e elétrons, mas não nos fornece o número total!!

Isso porque muitos dos elétrons presentes têm suas cargas sendo canceladas pelas cargas dos prótons do corpo, sendo assim eles não influenciam na carga total! Com isso é impossível sabermos quantos elétrons há no corpo, mas sabemos que não é a mesma quantidade calculada na letra a)

Legal, né?!

Resposta

  1. 1 × 10 17  
  2. N ã o .