Uma esfera positiva de carga +Q = 5 µC está a 10 cm de uma esfera negativa de carga -Q. Calcule a força…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma esfera positiva de carga +Q = 5 µC está a 10 cm de uma esfera negativa de carga -Q. Calcule a força elétrica entre elas. Use k = 9 × 10? N·m²/C². Qual a direção da força?
- A) 5 N, repulsiva
- B) 22,5 N, atrativa
- C) 90 N, repulsiva
- D) 0 N, neutra
- E) 20 N, atraente
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. As cargas têm módulos iguais, |q1| = |q2| = 5 µC = 5 × 10^-6 C, com sinais opostos (+Q e -Q). A distância é r = 10 cm = 0,1 m. Usa-se k = 9 × 10^9 N·m²/C².
- Aplique a Lei de Coulomb, F = k × |q1| × |q2| / r². O módulo do produto das cargas é 5 × 10^-6 × 5 × 10^-6 = 25 × 10^-12 C².
- Calcule o numerador. 9 × 10^9 × 25 × 10^-12 = 225 × 10^-3 = 0,225.
- Calcule o denominador. r² = (0,1)² = 0,01 m².
- Divida. F = 0,225 / 0,01 = 22,5 N.
- Determine a direção. Cargas de sinais opostos se atraem, logo a força é atrativa, ao longo da reta que une as duas esferas. A alternativa correta é B.
- Por que as outras estão erradas:
- A) O valor 5 N não corresponde à aplicação da fórmula, e a força entre cargas opostas é atrativa, não repulsiva.
- C) O valor 90 N resulta de um erro no cálculo da distância ou do denominador, e cargas opostas não se repelem.
- D) Cargas de módulos iguais e sinais opostos não se anulam, pois a força elétrica não é nula.
- E) A direção atrativa está certa, mas o valor 20 N está errado porque o cálculo numérico não reproduz 22,5 N.
💡 Dica: Aplique a Lei de Coulomb para calcular a força elétrica.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o cálculo do valor da força e associou cargas opostas à repulsão, achando que cargas diferentes se afastam.
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno provavelmente usou uma distância incorreta no denominador, como 5 cm em vez de 10 cm, e confundiu o sinal das cargas, concluindo que a força é repulsiva.
Por que engana: Confundir a direção da força, acreditando que cargas opostas se repelem ao invés de se atraírem.
O aluno pensou que, por as cargas terem o mesmo módulo, elas se neutralizam e a força resultante seria zero, confundindo a neutralização de cargas com a ação de forças entre elas.
O aluno acertou a direção, identificando a atração entre cargas opostas, mas errou a multiplicação ou a potência de dez no cálculo do valor, chegando a 20 N.
Raio-X da questão
força elétrica entre cargas
avaliacao
lei de coulomb · cargas elétricas
Revisar a Lei de Coulomb e suas aplicações.
Confundir a direção da força, acreditando que cargas opostas se repelem ao invés de se atraírem.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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