Duas placas paralelas estão afastadas por um centímetro no ar. Uma gota de óleo carregada com uma carga fundamental se equilibra entre as placas quando a diferença de potencial entre elas é 800 V . Calcule o valor da massa da gota.

Passo 1

Então, o enunciado diz assim: temos duas placas paralelas separadas por 1 cm no ar. Uma gota de óleo com carga elementar fica “suspensa” (em equilíbrio) quando aplicamos entre as placas. A pergunta é: qual a massa dessa gota?
Conteúdo: eletrostática (campo elétrico uniforme entre placas, força elétrica), equilíbrio de forças e gravidade.
O que vamos precisar:
  • calcular o campo elétrico entre as placas;
  • usar a ideia de equilíbrio entre peso ( ) e força elétrica ( );
  • isolar e substituir valores.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como é o campo elétrico uniforme entre duas placas planas distantes E ;=; Vd :
Aqui e .

Passo 3

A força elétrica que age na gota é
Fe = q,E
Como a gota está em equilíbrio (não sobe nem desce), a força elétrica para cima compensa exatamente o peso para baixo:
Fe = mg

Passo 4

Substituindo q,Vd = mg Longrightarrow m = q,Vg,d na condição de equilíbrio e usando , a gente chega em:

Passo 5

Agora é só pôr os números:
q = 1,6times10^-19,C, V = 800,V, d = 0,01,m, g = 9,8,m/s^2
Então
m = 1,6times10^-19 times 8009,8 times 0,01 = 1,28times10^-169,8times10^-2 approx 1,3times10^-15,kg

Resposta

A massa da gota é aproximadamente
boxed1,3times10^-15,kg

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