Para os exercícios de 01 a 07 , considere
(no vácuo) e e
A distância média
entre um elétron e um próton em um átomo de hidrogênio é de
. Calcule o valor médio da força eletrostática que age entre essas partículas.
A distância média
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:
Conteúdo: Lei de Coulomb (força eletrostática).
O que precisamos:
- Entender a fórmula de Coulomb:
. - Saber que
e . - Substituir valores e calcular passo a passo.
Passo 2
A Lei de Coulomb diz que a força elétrica entre duas cargas puntiformes é
Aqui:
-
(no vácuo). -
e , mas como só queremos a magnitude, usamos . -
.
Passo 3
Agora, substituindo tudo:
Vamos quebrar em partes:
Passo 4
- Calcular o numerador da fração (a carga ao quadrado):
- Calcular o denominador (distância ao quadrado):
- Montar a divisão dentro da força:
- Multiplicar por
:
Resposta
A força eletrostática média entre o elétron e o próton é
(sempre atrativa, pois cargas opostas se atraem).