Campo elétrico

A poluição atmosférica é uma das grandes ameaças à saúde da população em geral. Ela é consequência, entre outras coisas, da industrialização e da combustão incompleta de combustíveis fósseis. Uma das mais perigosas são as partículas ultraleves, de peso da ordem de 10^-10 N, geralmente invisíveis ao olhar das pessoas. Tais partículas ficam em suspensão no ar atmosférico, sendo inaladas durante a respiração, e são responsáveis por uma série de problemas respiratórios. Um grupo de cientistas propôs uma maneira de minimizar o problema, usando um recurso bem natural: o campo elétrico que existe em volta do planeta. A Terra apresenta em sua superfície um excesso de cargas e o espaço, logo acima da ionosfera, tem um excesso de cargas de sinal oposto.

  Dessa forma, existe um campo elétrico radial entre a ionosfera e a superfície da Terra e o seu valor é da ordem de 100 N/C. Se todas as indústrias e os veículos automotores tivessem um dispositivo capaz de eletrizar negativamente, de maneira conveniente, as partículas que geram a poluição, elas seriam levadas para a alta atmosfera e a qualidade do ar ficaria dentro dos padrões aceitáveis. Para que a proposta seja viável,

A) as partículas poluentes devem ser eletrizadas com carga superior a 10^-12 C, e o campo elétrico deve apontar para a superfície da Terra.

B) as partículas poluentes devem ser eletrizadas com carga inferior a 10^-12 C, e o campo elétrico deve apontar para a superfície da Terra.

C) as partículas poluentes devem ser eletrizadas com carga superior a 10^-12 C, e o campo elétrico deve apontar para a ionosfera.

D) as partículas poluentes devem ser eletrizadas com carga inferior a 10^-12 C, e o campo elétrico deve apontar para a ionosfera.

E) as partículas poluentes devem ser eletrizadas com carga de qualquer valor, desde que o campo elétrico aponte da ionosfera para a Terra.

-> Resposta correta: Letra A

As partículas devem se movimentar da Terra para a ionosfera. Estas partículas são negativas.
Para as partículas serem atraídos pelas cargas da ionosfera, a ionosfera deve ter cargas positivas.
O campo elétrico tem sempre sentido das cargas positivas para as negativas, logo, deve apontar para a Terra.

Força elétrica > Peso ----> q.E > P ---> q.100 > 10^-10 ----> q > 10^-12 C

Professor, me tira uma dúvida: quando nos enunciados falam "carga" eles se referem sempre somente ao módulo ou essa questão é uma exceção? Porque eu tinha feito essa questão sem considerar essas contas que você fez, eu respondi letra B porque pensei que como a carga tinha que ser negativa ela deveria ser menor que 10^-12

Quando ele diz "carga" significa que podem ser positivas ou negativas. Inicialmente ele NÃO diz se as cargas da ionosfera são negativas ou positivas (vamos ter que descobrir)

O enunciado garante que as partículas poluentes deveriam ficar negativas (mediante um dispositivo do automóvel)

Ora, para estas partículas negativas subirem são necessárias duas coisas

1) Que elas seja atraídas pelas cargas da ionosfera e repelidas pelas cargas da Terra. Logo, a ionosfera é positiva e a Terra negativa

2) Que a força elétrica (para cima) deve ser maior que o peso, para a resultante ser para cima

Elcioschin escreveu:As partículas devem se movimentar da Terra para a ionosfera. Estas partículas são negativas.
Para as partículas serem atraídos pelas cargas da ionosfera, a ionosfera deve ter cargas positivas.
O campo elétrico tem sempre sentido das cargas positivas para as negativas, logo, deve apontar para a Terra.

Força elétrica > Peso ----> q.E > P ---> q.100 > 10^-10 ----> q > 10^-12 C

Então quer dizer que os prótons da ianosfera "olham" para os "elétrons" da Terra, se "seduzem" (só é a forma de falar que achei) e por isso se atraem?
(No sentido do que você falou: "O campo elétrico tem sempresentido das cargas positivas para as negativas.


Desde já, agradeço.
Abraços!

Sim, você pode explicar assim, já que cargas de sinais opostos se atraem.
E, do mesmo modo pode dizer que as partícula negativas "odeiam" as cargas negativas da Terra, isto é, elas "fogem" (se afastam) das cargas negativas da Terra.

Apenas uma correção na sua frase: Não se trata de prótons na ionosfera: é impossível, no dia a dia, retirar os prótons de um átomo. Já, retirar ou acrescentar elétrons, é bem mais fácil

O que existe na ionosfera são íons carregados positivamente (ânions), isto é, átomos com falta de elétrons.