7 Um próton é suspenso no ar por um campo elétrico na superfície da Terra. Qual é o módulo desse campo elétrico?

Passo 1

Beleza, a questão diz que um próton fica parado (suspenso) no ar por causa de um campo elétrico na superfície da Terra. Isso é basicamente um problema de eletrostática e equilíbrio de forças. Vamos precisar da fórmula da força elétrica sobre uma carga, da força gravitacional, e do conceito de equilíbrio (força resultante zero).

Passo 2

Primeiro, identifica as duas forças que agem no próton:
  • A força peso, que puxa o próton para baixo, .
  • A força elétrica, que empurra (ou puxa) o próton para cima, .

Passo 3

Como o próton está parado (suspenso), a soma das forças verticais é zero. Ou seja, força elétrica para cima iguala força peso para baixo:
Fe = Fg Longrightarrow q,E = m,g

Passo 4

Isolando o campo elétrico E = m,gq , temos:
Aí a teoria:
  • é a massa do próton.
  • é a aceleração da gravidade na superfície (aprox. ).
  • é a carga do próton (mesmo módulo da carga elementar, ).

Passo 5

Agora substitui os valores numéricos:
m = 1,673times10^-27 kg, g = 9,8 m/s^2, q = 1,602times10^-19 C
E = (1,673times10^-27,kg),(9,8,m/s^2)1,602times10^-19,C approx 1,02times10^-7,N/C

Resposta

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