Para os exercícios de 01 a 07 , considere K0=9 times 10^9 Nm^2 C^-2 (no vácuo) e e e=1.6 times 10^-19 C
A distância média r entre um elétron e um próton em um átomo de hidrogênio é de 5.3 times 10^-11 m. Calcule o valor médio da força eletrostática que age entre essas partículas.

Passo 1

Então, o enunciado diz: “Temos um elétron e um próton num átomo de hidrogênio, separados por uma distância média . Usando a constante eletrostática e a carga elementar , calcule a força elétrica entre essas partículas.”
Conteúdo: Lei de Coulomb (força eletrostática).
O que precisamos:
  • Entender a fórmula de Coulomb: .
  • Saber que é e ó.
  • Substituir valores e calcular passo a passo.

Passo 2

A Lei de Coulomb diz que a força elétrica entre duas cargas puntiformes é
F ;=; K0 ;|q1,q2|r^2,
Aqui:
  • (no vácuo).
  • e , mas como só queremos a magnitude, usamos .
  • .

Passo 3

Agora, substituindo tudo:
F = 9times10^9 ,(1,6times10^-19)^2(5,3times10^-11)^2,
Vamos quebrar em partes:

Passo 4

  1. Calcular o numerador da fração (a carga ao quadrado):
(1,6times10^-19)^2 = 1,6^2 times 10^-38 = 2,56times10^-38,
  1. Calcular o denominador (distância ao quadrado):
(5,3times10^-11)^2 = 5,3^2 times 10^-22 = 28,09times10^-22 = 2,809times10^-21,
  1. Montar a divisão dentro da força:
2,56times10^-382,809times10^-21 = 2,562,809times10^-38+21 approx 0,9118times10^-17 =9,118times10^-18,
  1. Multiplicar por F = 9times10^9 times 9,118times10^-18 = (9times9,118)times10^-9 approx 82,062times10^-9 =8,21times10^-8,N :

Resposta

A força eletrostática média entre o elétron e o próton é
boxed,F approx 8,2times10^-8,N,
(sempre atrativa, pois cargas opostas se atraem).

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