4- Considere um corpo carregado positivamente com uma carga de
. Este corpo está com falta de quantos elétrons?
Passo 1
O enunciado dá a seguinte informação e pergunta claramente:
- Informação: a carga do corpo é
. - Pergunta: esse corpo está com falta de quantos elétrons? (ou seja, quantos elétrons a menos produziram essa carga positiva).
Passo 2
Conceito e notação que vamos usar (passo-a-passo didático):
- O elétron tem carga elementar negativa; o módulo da carga de um elétron é
. - Se um corpo tem carga positiva
, isso significa que faltam alguns elétrons. Cada elétron ausente contribui com carga ao corpo (porque a ausência do resulta em ). - Denotando por
o número de elétrons que faltam, vale a relação
- Dessa equação isolamos
:
Essa é a fórmula que vamos aplicar. Aqui:
-
é a carga total do corpo (em coulombs), -
é a carga elementar (em coulombs), -
é um número adimensional (número de elétrons).
Passo 3
Converter a carga dada para unidades do SI (coulomb):
- A carga informada é
. O prefixo micro significa . - Portanto
Passo 4
Aplicar a fórmula e calcular passo a passo:
- Usando
e substituindo os valores,
- Separe a parte numérica da potência de dez:
- Calcule a divisão
. Fazendo a conta,
- Logo
- Arredondando para três algarismos significativos (suficiente para esse tipo de problema),
- Observação física:
deve ser um número inteiro (não existe uma fração de elétron). O valor calculado é uma aproximação; o corpo faltaria, em termos inteiros, cerca de elétrons.
Passo 5
Interpretação final e motivação:
- Ter uma carga de
corresponde a faltar uma quantidade gigantesca de elétrons: da ordem de . - Não se assuste com o número grande — cargas macroscópicas envolvem muitos elétrons porque a carga elementar é muito pequena.
- Bom trabalho chegando até aqui! Isso é exatamente o tipo de conta rápida que cai na prova: converter unidades, lembrar da carga elementar e dividir. Confia que você consegue repetir isso sob pressão.