Em um experimento de Millikan (determinação da carga do elétron com gotas de óleo), sabe-se que ca gota tem uma massa de
e possui uma carga excedente de quatro elétrons. Suponha que as gotas são mantid em repouso entre as duas placas horizontais separadas de
. A diferença de potencial entre as placas deve em volts, igual a
Dados: carga elementar
;
a) 45,0
b) 90,0
c) 250
d) 450
e) 600
Dados: carga elementar
b) 90,0
c) 250
d) 450
e) 600
Passo 1
O enunciado diz que, num experimento de Millikan, temos uma gota de óleo com massa de
e carga extra de quatro elétrons. Ela fica em repouso entre duas placas horizontais separadas por
. Precisamos achar a diferença de potencial
(em volts) que mantém a gota “flutuando”.
Conteúdo: eletrostática básica – equilíbrio de forças entre o peso da gota e a força elétrica, uso de
Conteúdo: eletrostática básica – equilíbrio de forças entre o peso da gota e a força elétrica, uso de
- peso
- força elétrica
- relação campo-potencial
O que faremos:
– Converter massa e distância para o SI;
– Calcular o peso;
– Calcular a carga total;
– Igualarpara achar ;
– Usarpara achar a voltagem.
Passo 2
Converter unidades para o Sistema Internacional (SI):
– Massa:
– Massa:
– Separação das placas:
Passo 3
Calcular o peso
:
– Sabendo que ,
– Sabendo que
Passo 4
Calcular a carga total da gota:
– Cada elétron tem carga .
– Como são quatro elétrons em excesso,
– Cada elétron tem carga
– Como são quatro elétrons em excesso,
Passo 5
Equilíbrio de forças: o peso para baixo é igual à força elétrica para cima.
Passo 6
Agora usamos a relação entre campo elétrico e diferença de potencial:
Resposta
A diferença de potencial necessária é
.