Em uma atividade de eletrostática, estudantes investigam o potencial elétrico em uma região onde o campo…
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
Em uma atividade de eletrostática, estudantes investigam o potencial elétrico em uma região onde o campo elétrico pode ser considerado uniforme. Uma carga de prova positiva de 2 µC sofre uma força elétrica de 0,10 N. O ponto analisado está situado a 0,40 m, na direção oposta ao campo elétrico, em relação a um ponto tomado como referência de potencial nulo. Desprezam-se efeitos de borda. Com base nessas informações, qual é o potencial elétrico do ponto analisado, em relação ao ponto de referência?
- A) 50 kV
- B) 20 kV
- C) 0,04 kV
- D) 40 kV
- E) 80 kV
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule o campo elétrico a partir da força sobre a carga de prova. Como F = q·E, temos E = F/q = 0,10 N / 2 x 10^-6 C = 5 x 10^4 N/C (50 kN/C).
- Num campo elétrico uniforme, a diferença de potencial entre dois pontos separados pela distância d, medida na direção do campo, é V = E·d. Aqui V = 5 x 10^4 N/C x 0,40 m = 2 x 10^4 V, ou seja, 20 kV.
- Quanto ao sinal, o ponto está na direção oposta ao campo em relação à referência. Como o potencial diminui no sentido do campo, o ponto está num potencial mais alto que a referência, portanto o potencial é +20 kV.
- Conferindo as alternativas: a letra A (50 kV) é o valor do campo, não do potencial, pois falta multiplicar pela distância. A letra C (0,04 kV) corresponde a 40 V e não usa corretamente a relação entre campo e distância. A letra D (40 kV) dobra o resultado correto, o que ocorreria ao usar uma distância de 0,80 m. A letra E (80 kV) não corresponde a nenhuma aplicação correta da fórmula de campo uniforme.
- Portanto, o resultado obtido por mim coincide com o gabarito oficial, alternativa B.
💡 Dica: Use a fórmula do potencial elétrico para resolver.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente o campo elétrico (50 kN/C) e tomou esse valor como sendo o potencial, esquecendo de multiplicar pela distância de 0,40 m.
Por que engana: Confundir a relação entre força e potencial elétrico, aplicando a fórmula incorretamente.
Primeiro, calcula-se o módulo do campo elétrico pela relação F = qE: E = 0,10/(2 × 10⁻⁶) = 5,0 × 10⁴ N/C. Como o ponto está na direção oposta ao campo, o potencial aumenta em relação ao ponto de referência. Assim, V = Ed = (5,0 × 10⁴)(0,40) = 2,0 × 10⁴ V = 20 kV.
O aluno multiplicou a força pela distância (0,10 x 0,40 = 0,04) e tratou o resultado como potencial, confundindo trabalho da força com potencial elétrico e ignorando a carga de prova.
O aluno obteve o dobro do valor correto, provavelmente por usar a distância como 0,80 m (ida e volta) ou por erro na conversão de unidades ao dobrar um resultado já calculado.
O aluno aplicou uma fórmula inadequada ou fez uma sequência incorreta de operações com a força, a carga e a distância, chegando a um valor quatro vezes maior que o correto.
Raio-X da questão
potencial elétrico
avaliacao
força elétrica · carga elétrica
Revisar a relação entre força elétrica e potencial elétrico.
Confundir a relação entre força e potencial elétrico, aplicando a fórmula incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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