Question

ESTOU PRECISANDO DE AJUDA EM UMA QUESTÃO DE FÍSICA.
CASO NÃO SAIBA POR FAVOR NÃO RESPOSTA!​

Answer 1

As questões abordam a eletrostática e o conceito de campo elétrico uniforme. Vamos relembrar um pouco sobre esse assunto e responder ao que foi proposto:

O campo elétrico uniforme (CEU) é formado entre duas placas carregadas, e quando elas possuem sinais contrários, ele flui do polo positivo para o negativo.

Podemos calcular o campo elétrico uniforme através da fórmula

                                            $\boxed{\bf F = q . E}$

Sendo:

• F = força elétrica uniforme;
• q = carga;
• E = campo uniforme;

Vamos às questões:

a.  A placa de cima é positiva, e a de baixo negativa.

Considerando a força gravitacional que atua nas cargas, podemos perceber que a força peso atua sempre para o centro da terra, nesse caso para baixo. Enquanto o peso puxa as gotas de óleo para baixo, a força elétrica puxa as gotas para cima, de encontro com a placa positiva devido ao teor negativo das cargas (força elétrica atrativa). Por isso as gotas estão em repouso, já que a força peso é igual a força elétrica, e ambas mantém o óleo em equilíbrio.

b. A carga de uma gota vale  aproximadamente - 1,6 . 10⁻¹⁸ Coulombs.

Já sabemos que a força elétrica entre as gotas e as placas é exatamente igual em módulo à força peso. Logo, sabemos que:

$\bf{Fel = Fp}$

Desenvolvendo as fórmulas de força elétrica uniforme e força peso, temos:

$\bf{ q\cdot E = m \cdot g }$

Desenvolvendo a fórmula de campo elétrico uniforme em função do potencial elétrico, temos:

$\bf{ q\cdot \dfrac{V}{d} = m \cdot g }$

• Sendo V o potencial elétrico e d a distância entre placas.

Isolando a carga, temos:

$\bf{ q\cdot V = m \cdot g \cdot d }$

$\bf{ q = \dfrac{m \cdot g \cdot d}{V} }$

Nós queremos saber a carga da gota de óleo, sabemos o valor da gravidade, distância entre placas e do potencial, mas falta o cálculo da massa.

A questão nos deu a densidade de uma gota e seu diâmetro, e com essas informações acharemos o valor da massa de cada gota:

Vamos usar a fórmula da densidade para isso:

$\bf{ D = \dfrac{m}{v}$

Densidade: 900 kg/m³

massa: ?

Volume: vamos calcular o volume da gota como volume de um círculo.

 $\Large{\bf{\dfrac{4 \pi r^{3} }{3}}}$ = $\bf{\dfrac{ 4 \cdot 3,14 \cdot \ ( 2,05 \cdot 10^{-6})^{3}}{3}$ =  ${\bf{36,1 \cdot 10^{-18} }}$

$\boxed{\bf{V \approx 36,1 \cdot 10^{-18} m^{3} }}$

• Observe que raio = diâmetro / 2 = 2,05 . 10 ⁻⁶

Voltando à fórmula da densidade:

$\bf{ D = \dfrac{m}{v}$

$\bf{ 900 = \dfrac{m}{{\bf{36,1 \cdot 10^{-18} }} }$

$\bf{ m = 900 \cdot {\bf{36,1 \cdot 10^{-18} }}$

$\boxed{ \bf m =324,9 \cdot 10^{-16} kg }$

Voltando à primeira fórmula que manipulamos, para achar a carga:

$\bf{ q = \dfrac{m \cdot g \cdot d}{V} }$

Substitua os termos dados na equação:

$\bf{ q = \dfrac{ 324,9 \cdot 10^{-16} \cdot 9,8 \cdot 15 \cdot 10^{-3} }{3 \cdot 10^{3} } }$

• Observe que passamos a distância de centímetros para metros e colocamos o potencial de kV para V.

Fazendo os cálculos, temos que a carga vale:

$\boxed{ \bf q \approx - 1,6 \cdot 10^{-18} C }$

Esse valor está aproximado.

Sabemos que a carga de um elétron vale 1,6 . 10 ⁻¹⁹ C, então a carga aproximada de cada gota de óleo equivale à carga de 10 elétrons.

Saiba mais sobre campo elétrico:

https://brainly.com.br/tarefa/22198326

Espero ter ajudado!