Question

suponha que os módulos da carga no elétron e no próton não fossem os mesmos, diferindo, digamos, em 0,1%. O mundo seria diferente? Explique. (b) suponha que os sinais de carga nos prótons e elétrons fossem invertidos, positivo para o elétron e negativo para o próton. O mundo seria muito diferente? Explique.

Answer 1

Utilizando formulações de força de Coulomb temos que em um mundo com cargas não balanceadas materiais seriam menos ligados e mais frageis, porém em um mundo com sinais invertidos nada mudaria.

Explicação:

O que liga átomos a uma escala macroscopica pode ser tomado pela força de Coulomb, calculada por:

$F=k.\frac{q_1.q_2}{d^2}$

Onde 'k' é uma constante, 'q1' e 'q2' são cargas interagindo e 'd' é a distância entre elas.

No caso de eletrons e prontos, ambos tem a mesma carga que chamaremos de q, porém com sinais invertidos, então ficamos com:

$F=k.\frac{(q).(-q)}{d^2}$

$F=-k.\frac{q^2}{d^2}$

Assim está seria nossa força atual de atração entre eletrons e protons.

Se eletrons tivessem 0,1% da carga de protons, então esta carga ao invés de '-q' seria '-0,001q', o que substituindo na equação fica:

$F=k.\frac{(q).(-0,001q)}{d^2}$

$F=-0,001k.\frac{q^2}{d^2}$

Ou seja, neste universo a força de atração dentro de atomos seriam muito menor, o que provavelmente ocasionaria materias sendo muito mais frageis e por isso raramente se encontrariam objetos rigidos neste mundo.

Já em um universo onde a carga é invertido, simplesmente precisamos inverter os sinais das cargas de proton e eletron:

$F=k.\frac{(-q).(q)}{d^2}$

$F=-k.\frac{q^2}{d^2}$

Note que a força permanece a mesma, logo, não haveria mudança neste mundo hipotetico.