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:
Passo 4
Isolando o campo elétrico
, 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: