(UFJF) Nesta situação, qual o valor do módulo do campo elétrico?
3. (UFJF) Uma gotícula de óleo de massa = 9,6 x 10 -15 kg e carregada com carga elétrica q = -3,2 x 10-19 C, cai verticalmente no vácuo. Num certo instante, liga-se nesta região um campo elétrico uniforme, vertical e apontando para baixo. O módulo desse campo elétrico é ajustando até que a gotícula passa cair em movimento retilíneo e uniforme. Nesta situação, qual o valor do módulo do campo elétrico?
- 3,0 x 105 N/C
- 2,0 x 107 N/C
- 5,0 x 103 N/C
- 8,0 x 10-3 N/C
Resposta: A
Resolução: Para determinar o valor do módulo do campo elétrico necessário para que a gotícula de óleo caia em movimento retilíneo e uniforme, podemos utilizar a força elétrica e a força gravitacional.
A força elétrica atuando na gotícula é dada pela fórmula:
F elétrica = q * E
Onde:
F elétrica é a força elétrica
q é a carga elétrica da gotícula
E é o campo elétrico
A força gravitacional atuando na gotícula é dada pela fórmula:
F gravitacional = m * g
Onde:
F gravitacional é a força gravitacional
m é a massa da gotícula
g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s2)
Quando a gotícula está em movimento retilíneo e uniforme, as forças elétrica e gravitacional estão em equilíbrio, ou seja:
F elétrica = F gravitacional
Substituindo as fórmulas das forças elétrica e gravitacional, temos:
q * E = m * g
Agora, podemos substituir os valores dados:
q = -3,2 x 10-19 C
m = 9,6 x 10-15 kg
g = 9,8 m/s2
-3,2 x 10-19 C * E = 9,6 x 10-15 kg * 9,8 m/s2
E = (9,6 x 10-15 kg * 9,8 m/s2) / (-3,2 x 10-19 C)
Calculando o valor do campo elétrico, encontramos:
E = -29,4 x 104 N/C
O valor do módulo do campo elétrico é dado pelo valor absoluto:
|E| = 29,4 x 104 N/C
A resposta correta é a opção (A) 3,0 x 105 N/C.