Qua1 é o campo elétrico (em unidades do sistema internacional) gerado pelo núcleo de um átomo de ferro, no vácuo, a uma distância de
deste? O número atômico do ferro é 26. Suponha que o núcleo possa ser tratado como uma carga puntiforme. (Dados:
constante eletrostática
e a carga do elétron é
. )
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Vamos resolver um exercício de física sobre campo elétrico. O enunciado nos pede para calcular o campo elétrico gerado pelo núcleo de um átomo de ferro a uma determinada distância. Para isso, vamos precisar usar a Lei de Coulomb, que descreve a força entre cargas elétricas, e entender como aplicar essa lei para encontrar o campo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Número atômico do ferro, $ Z = 26 $ (isso significa que o núcleo tem 26 prótons).
- Distância do núcleo onde queremos calcular o campo elétrico, $ r = 6,0 \times 10^{-10} , m $.
- Constante eletrostática, $ K = 9,0 \times 10^{9} , \frac{N \cdot m2}{\text{C}2} $.
- Carga do elétron, $ e = 1,6 \times 10^{-19} , C $.
Passo 3
Sabemos que o núcleo de um átomo é composto por prótons e nêutrons. Como o número atômico do ferro é 26, o núcleo tem 26 prótons. Cada próton tem carga elétrica positiva igual à carga do elétron, mas com sinal positivo. Portanto, a carga total do núcleo é:
Passo 4
Agora, vamos calcular a carga total do núcleo:
Passo 5
Com a carga total do núcleo conhecida, podemos usar a fórmula do campo elétrico gerado por uma carga pontual:
Onde:
- $ E $ é o campo elétrico,
- $ K $ é a constante eletrostática,
- $ Q $ é a carga,
- $ r $ é a distância da carga.
Passo 6
Vamos substituir os valores na fórmula:
Passo 7
Primeiro, calculamos o denominador:
Passo 8
Agora, substituímos de volta na fórmula:
Passo 9
Simplificamos os expoentes:
Resposta
O campo elétrico gerado pelo núcleo de um átomo de ferro a uma distância de
é aproximadamente
.