Entre dois planos horizontais carregados

Entre dois planos horizontais carregados localizados a uma distância de 5 mm um do outro e com cargas diferentes, uma gota de óleo com massa de 20 nanogramas está em equilíbrio. É necessário determinar o número de elétrons em excesso em uma gota com uma diferença de potencial entre os planos de 2 kV em um ambiente aéreo.

Tarefas de solução:

Sabe-se que uma gota de óleo está em equilíbrio, portanto, a força da gravidade que atua sobre a gota é igual à força do campo elétrico entre os planos.

Massa de uma gota de óleo: m = 20 ng = 20 × 10^-12 kg

Diferença de potencial entre planos: U = 2 kV = 2 × 10 ^ 3 V

Distância entre planos: d = 5 mm = 5 × 10^-3 m

A partir da igualdade da gravidade e do campo elétrico entre os planos, podemos encontrar a carga de uma gota de óleo:

mg = qE

onde g é a aceleração da gravidade, q é a carga de uma gota de óleo, E é a intensidade do campo elétrico entre os planos.

A aceleração da queda livre no ar é considerada g = 9,81 m/s^2.

A intensidade do campo elétrico entre os planos é:

E = U/d

Substituindo os valores, obtemos:

q = mg/E = (20 × 10^-12 kg × 9,81 m/s^2)/(2 × 10^3 V/5 × 10^-3 m) ≈ 8,19 × 10^-19 Cl

O número de elétrons em excesso na gota é igual a:

n = q/e

onde e é a carga elementar do elétron.

Substituindo os valores, obtemos:

n = q/e = (8,19 × 10^-19 C)/(1,6 × 10^-19 C/el) ≈ 5,12

Resposta: o número de elétrons em excesso em uma gota com diferença de potencial entre os planos de 2 kV em ambiente aéreo é cerca de 5. Deve-se notar que a resposta obtida é aproximada, pois na realidade o número de elétrons em excesso em uma gota não pode ser um número inteiro.

Descrição do Produto: Produto Digital

Título: "Entre dois planos horizontais, carregados"

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Este produto digital é um artigo científico sobre o tema eletrostática. O artigo considera o problema de uma gota de óleo em equilíbrio entre dois planos horizontais, carregados de forma oposta e localizados a uma distância de 5 mm um do outro. O artigo fornece uma solução detalhada para o problema usando fórmulas e leis apropriadas, bem como a derivação da fórmula de cálculo e da resposta. A solução vem com uma breve descrição das condições do problema, o que permite que você se familiarize rapidamente com a essência do problema e comece a resolvê-lo. Se você tiver alguma dúvida sobre a solução, pode sempre entrar em contato com o autor do artigo para obter ajuda.

Descrição do Produto: Produto digital "Entre dois planos horizontais, carregado." Este produto é um artigo científico sobre o tema eletrostática, que considera o problema de uma gota de óleo em equilíbrio entre dois planos horizontais, com cargas opostas e localizados a uma distância de 5 mm um do outro. O artigo fornece uma solução detalhada para o problema usando fórmulas e leis apropriadas, bem como a derivação da fórmula de cálculo e da resposta. A solução vem com uma breve descrição das condições do problema, o que permite que você se familiarize rapidamente com a essência do problema e comece a resolvê-lo. Se você tiver alguma dúvida sobre a solução, pode sempre entrar em contato com o autor do artigo para obter ajuda. O preço do produto é confirmado com o vendedor.

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Descrição do produto:

O material didático e metodológico é comercializado na forma de problema com solução sobre o tema eletrostática. O problema é que entre dois planos horizontais localizados a uma distância de 5 mm um do outro e com cargas opostas, existe uma gota de óleo pesando 20 nanogramas em equilíbrio. É necessário encontrar o número de elétrons em excesso na gota e a diferença de potencial entre os planos se o meio for ar.

Para resolver o problema, são utilizadas as leis da eletrostática, nomeadamente a lei de Coulomb, que descreve a interação das cargas, e a lei da conservação de cargas. Para determinar o número de elétrons em excesso em uma gota, é usada uma fórmula para determinar a carga de uma gota de óleo, que depende do raio da gota, do coeficiente de tensão superficial do óleo e da aceleração da gravidade. Então, conhecendo a carga da gota e a diferença de potencial entre os planos, você pode encontrar o número de elétrons em excesso na gota.

A fórmula de cálculo para determinar o número de elétrons em excesso em uma gota é a seguinte:

n = Q/e

onde n é o número de elétrons em excesso na gota, Q é a carga da gota, e é a carga elementar do elétron.

Responder:

O número de elétrons em excesso na gota é 2,05×10^8.

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