Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiência de Millikan, que determinou a relação entre a carga q e a massa m de uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à determinação da carga e da massa das partículas elementares. No interior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância d, e entre elas é estabelecida uma diferença de potencial elétrico constante U. Variando-se d e U, é possível fazer com que uma partícula de massa m eletrizada com carga q fique equilibrada, mantida em repouso entre as placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade g.
Nessas condições, a relação q/m será dada por
b) g.U²/d
c) d.g/U²
d) d.U/g
e) d.g/U
Resposta: E
De acordo com o enunciado, a partícula é mantida em equilíbrio devido à ação de duas forças: elétrica e peso. Portanto, de acordo com o princípio da inércia, a resultante entre essas forças é nula, de modo que elas apresentam mesma intensidade.
Em um campo elétrico uniforme, a relação entre intensidade do campo elétrico (E), distância entre as placas (d) e diferença de potencial (U) é:
Efetuando a substituição na equação (1), temos:
