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A carga de 1 elétron, em módulo, é a carga elementar (1,6.10^-19C). Mas como existem 4.10^15 elétrons, a carga deles é 4.10^15 vezes maior que a carga elementar:
|Q|=4.10^15.1,6.10^-19C
|Q|=6,4.10^-4C
Essa é a carga da esfera em módulo.
O prefixo "c" (centi) na física representa um número. É o número 0,01. Então, para converter pro SI, basta substituir esse prefixo pelo seu número.
40cm=40.(0,01)m=0,4m
Agora você pode usar a Lei de Coulomb,pois é ela quem relaciona carga, força e distância, únicos dados que a questão deu.
|F|=k.|Q|.|q|/d²
k é a constante elétrica do meio. Apesar do exercício ter cometido o erro de não especificar qual meio é, vou considerar que é o vácuo,por ser mais comum. Mas essa informação era ESSENCIAL, sem ela sua questão está incompleta e não pode ser resolvida.
Para o vácuo,k=9.10^9
1,5.10^3=9.10^9.6,4.10^-4.|q|/0,4²
1,5.10^3=57,6.10^5.|q|/0,16
1,5.10^3.0,16/57,6.10^5=|q|
1,5.0,16/57,3.10^2=|q|
1,5.0,16.10^-2/57,3=|q|
0,0042.10^-2=|q| (aproximadamente)
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Outra questão incompleta
-Falta a unidade da carga q. Ela pode estar sendo medida em microcoulomb, nanocoulomb, coulomb...e cada unidade representa um resultado diferente. Por ser mais usual, vou fingir que está em coulomb. q=3.10^-9C
-Falta o meio em que se está também. O campo elétrico depende do meio, a questão não especificou o meio. Vou considerar como o vácuo, por ser mais comum.
|F|=|E.q|
|F|=|2.10^2.3.10^-9|
|F|=6.10^-7N
20cm=20.(0,01)m=0,2m
|F|=k.|Q|.|q|/d²
6.10^-7=9.10^9.|Q|.3.10^-9C/0,2²
6.10^-7=27.|Q|/0,04
6.10^-7.0,04/27=|Q|
0,009.10^-7=|Q| aproximadamente
