Question

Uma partícula de massa m=3,1x10 (elevado a -15) kg está em equilíbrio sob a ação das forças peso e elétrica. Sabe-se que, no ponto onde a partícula se encontra, a intensidade do campo elétrico é E=1,9x10 (elevado a 5) N/C. Determine o número de cargas elementares em excesso na partícula (|e|=1,6x 10 [elevado a -19] C)

Answer 1

A força peso da partícula é dada por P = mg, onde $m = 3.1 \times 10^{-15} \ \text{kg}$ e g = 10 m/s², portanto, 

$P = 3.1 \times 10^{-15} \times 10 = 3.1 \times 10^{-14} \ \text{N}$

Como a partícula encontra-se em equilíbrio, essa força deve ter a mesma intensidade da força elétrica $F_e$ que atua sobre a partícula, e é dada por $F_e = qE$, onde q é a carga, cujo valor é desconhecido, e E é a intensidade do campo elétrico, tal que $E = 1.9 \times 10^{5}\ \text{N/C}$. Igualando as forças, temos 

$P = F_e \\ \therefore 3.1 \times 10^{-14} = qE = q \times 1.9 \times 10^{5} \\ \therefore q = \frac{3.1 \times 10^{-14}}{1.9 \times 10^{5}} = 1.6 \times 10^{-19} \ \text{C}$

Se a carga da partícula é $1.6 \times 10^{-19}$ C, e a carga elementar é igual a  $1.6 \times 10^{-19}$ C, torna-se óbvio que o número de cargas elementares em excesso na partícula é 1.