Solucions Física en context 2

La Terra té un camp elèctric a prop de la superfície que és aproximadament igual a 150 N·C^-1 i que està dirigit cap avall.

Dades: m(electró) = 9,11·10^-31 kg; e = 1,6·10^-19 C.

(a) Calculeu el valor de la força elèctrica exercida sobre un electró. Cap a on va dirigida la força? Doneu el resultat utilitzant la notació vectorial.

El camp elèctric és:

amb les dades del problema tenim:

La força va dirigida cap a dalt.

(b) Compareu la força elèctrica que heu calculat abans amb la força gravitatòria que la Terra exerceix sobre l'electró.

La força gravitatòria en el mateix punt sobre l'electró és:

Podem veure que la força gravitatòria és molt més petita que la força elèctrica i de sentit contrari.

(c) Quina hauria de ser la càrrega d'una moneda de 3 g per a què el camp elèctric equilibrés el seu pes?

Igualem les dues forces:

si els seus mòduls han de ser iguals tenim:

i per a què la moneda estigui en equilibri la seva càrrega ha de ser negativa, llavors: