*6. O núcleo de um átomo de cobre contém 29 prótons e tem um raio igual a
. Qual o trabalho realizado (em elétrons-volts) pela força elétrica quando um próton é trazido do infinito, onde ele está em repouso, até a “superfície” de um núcleo de cobre?
Passo 1
O enunciado pede o trabalho realizado pela força elétrica ao trazer um próton (carga
) do infinito até a distância
m de um núcleo de cobre com carga
.
Conteúdo: energia potencial eletrostática de duas cargas puntiformes e trabalho da força eletrostática.
Conteúdo: energia potencial eletrostática de duas cargas puntiformes e trabalho da força eletrostática.
Passo 2
A força elétrica entre duas cargas puntiformes separadas por
é conservativa, e o trabalho realizado por ela ao deslocar a carga de
até
é
onde
é a energia potencial eletrostática. Como
, temos
Passo 3
Substituindo
e
, com
C e
N·
/
, fica
Calculando o numerador:
logo
Passo 4
Para converter joules em elétron-volts, usamos
J, então