Durante uma atividade de laboratório, estudantes analisaram a interação entre duas pequenas esferas metálicas…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de laboratório, estudantes analisaram a interação entre duas pequenas esferas metálicas, mantidas fixas sobre uma bancada isolante. A esfera A possui carga elétrica de +5 µC, e a esfera B possui carga de -3 µC. A distância entre os centros das esferas é de 0,50 m. Para calcular o módulo da força elétrica, pode-se usar a expressão F = k · |qA · qB| / r², com k = 9,0 × 10? N·m²/C² e 1 µC = 10?6 C. Com base nos dados do experimento, qual é o módulo da força eletrostática entre as duas esferas?
- A) 0,054 N
- B) 0,27 N
- C) 0,288 N
- D) 0,54 N
- E) 5,4 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. qA = +5 µC = 5 × 10^-6 C, qB = -3 µC = -3 × 10^-6 C, r = 0,50 m, r² = 0,25 m². Usa-se k = 9,0 × 10^9 N·m²/C², valor padrão da constante, pois o expoente aparece corrompido no enunciado. Passo 2: Calcule o módulo do produto das cargas. |qA · qB| = 5 × 10^-6 × 3 × 10^-6 = 15 × 10^-12 = 1,5 × 10^-11 C². O sinal negativo de qB não entra no módulo, pois a expressão usa |qA · qB|. Passo 3: Multiplique pela constante k. 9,0 × 10^9 × 1,5 × 10^-11 = 0,135 N·m². Passo 4: Divida pelo quadrado da distância. 0,135 / 0,25 = 0,54 N. Passo 5: Conclusão. O módulo da força é 0,54 N, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 0,054 N é um décimo do valor correto, indicando erro na multiplicação ou divisão. B) 0,27 N resulta de dividir por r em vez de r². C) 0,288 N resulta de somar as cargas (5 + 3 = 8 µC) em vez de multiplicá-las. E) 5,4 N é dez vezes o valor correto, indicando erro de potência de dez.
💡 Dica: Aplique a fórmula da Lei de Coulomb diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente multiplicou o resultado intermediário por 0,4 em vez de dividir por 0,25 (ou multiplicar por 4), tomando o inverso de r² de forma errada.
O aluno aplicou a distância apenas linearmente, dividindo 0,135 por r = 0,50, e não pelo quadrado da distância como exige a lei do inverso do quadrado.
O aluno somou os módulos das cargas (5 + 3 = 8 µC) em vez de multiplicá-las, confundindo produto de cargas com soma.
Por que engana: Confundir a direção da força eletrostática, aplicando a fórmula sem considerar os sinais das cargas.
Convertendo as cargas para coulombs, obtém-se qA = 5 × 10⁻⁶ C e qB = −3 × 10⁻⁶ C. Aplicando a Lei de Coulomb: F = (9,0 × 10⁹) · |(5 × 10⁻⁶)(−3 × 10⁻⁶)| / (0,50)². Assim, F = (9,0 × 10⁹ · 15 × 10⁻¹²) / 0,25 = 0,135 / 0,25 = 0,54 N. O sinal negativo das cargas indica atração, mas o módulo da força é positivo.
O aluno cometeu erro de potência de dez, por exemplo ao usar k com expoente 10^10 ou ao calcular r² incorretamente como 0,025, o que multiplica o resultado por 10.
Raio-X da questão
força eletrostática
avaliacao
Lei de Coulomb · cargas elétricas
Revisar a Lei de Coulomb e suas aplicações.
Confundir a direção da força eletrostática, aplicando a fórmula sem considerar os sinais das cargas.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em uma atividade de Física, estudantes analisaram a interação entre duas pequenas esferas metálicas, mantidas em…
- Em uma atividade de Física, estudantes analisaram a interação elétrica entre duas pequenas esferas metálicas, tratadas…
- Em uma atividade de laboratório, duas pequenas esferas metálicas eletrizadas são mantidas no vácuo, separadas por 0,20…
- Em uma demonstração de eletrostática, duas pequenas esferas condutoras são mantidas fixas no ar, separadas por 0,50 m…
- Durante uma experiência em laboratório, um estudante conecta duas esferas condutoras de cobre. A esfera A possui uma…
- Em uma atividade de eletrostática, duas microesferas plásticas são mantidas no ar, isoladas de outros corpos. A…
Todas as questões de Carga Elétrica, Força (Coulomb) e Campo Elétrico
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog