Uma gota de água esférica de raio
carrega um excesso de 25 " elétrons. Qual campo elétrico vertical é necesś rio para equilibrar a força gravitacional na gota n. superfície da Terra?
Passo 1
O enunciado dá uma gota de água esférica de raio
com excesso de 25 elétrons e pede o campo elétrico vertical que equilibra o peso na superfície da Terra. O conteúdo aqui é equilíbrio de forças: a força elétrica
deve anular a força gravitacional
. Vamos precisar do peso da gota
(com
e
) e da carga
.
Passo 2
Calcular a massa da gota. O volume da esfera é
Logo a massa é
Passo 3
Calcular a carga da gota. Cada elétron tem carga
com
, então
Passo 4
Igualamos as magnitudes das forças para equilíbrio:
Passo 5
Determinar a direção do campo. Como
é negativo, para que a força elétrica
aponte para cima (e assim equilibre o peso para baixo),
deve apontar para baixo.
Resposta
O campo elétrico necessário é
apontando verticalmente para baixo.