As máscaras de proteção N95 e PFF2 se tornaram ferramentas importantes no combate à disseminação do novo coronavírus durante a pandemia da Covid-19. Essas máscaras possuem fibras compostas de um material com campo elétrico permanente e são capazes de realizar uma filtragem eletrostática das partículas ou gotículas dispersas no ar. Considere um campo elétrico uniforme de módulo \(E_0 = 4{,}0\times 10^{-2}\) V/m em uma região do espaço. A diferença de potencial elétrico entre duas linhas tracejadas paralelas entre si e perpendiculares à direção desse campo elétrico, separadas por uma distância \(d\), conforme mostra a figura a seguir, é igual a
\(1{,}6\times 10^{-10}\) V.
\(2{,}0\times 10^{-7}\) V.
\(0{,}8\times 10^{-6}\) V.
\(1{,}2\times 10^{-4}\) V.
Resolução
Em um campo elétrico uniforme, a diferença de potencial, em módulo, é dada por |ΔV| = E₀ × d quando a distância é medida na direção do campo. Nessa relação, |ΔV| representa o módulo da diferença de potencial entre as linhas tracejadas, E₀ é o módulo do campo elétrico e d é a distância entre essas linhas.
Como as linhas tracejadas são perpendiculares ao campo, a distância indicada na figura está na direção do campo. Usamos, portanto, E₀ = 4,0 × 10⁻² V/m e d = 5,0 × 10⁻⁶ m:
|ΔV| = (4,0 × 10⁻²) × (5,0 × 10⁻⁶). Multiplicamos 4,0 por 5,0 e, pela regra de multiplicação de potências de mesma base, somamos os expoentes: |ΔV| = 20 × 10⁻⁸ V. A unidade é volt porque (V/m) × m = V.
Para escrever em notação científica, o número que multiplica a potência de dez deve ser maior ou igual a 1 e menor que 10. Assim, 20 × 10⁻⁸ V = 2,0 × 10⁻⁷ V, que é a resposta indicada.