Durante uma ação de coleta de resíduos em Recife, uma equipe avaliou dois tambores de mesmo formato e raio…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma ação de coleta de resíduos em Recife, uma equipe avaliou dois tambores de mesmo formato e raio externo R = 0,10 m. Um deles, feito de plástico isolante, acumulou carga elétrica Q = 1,0 × 10?6 C. O outro, feito de metal, foi conectado por um fio ao solo, procedimento chamado aterramento. Para estimar o potencial elétrico do tambor plástico, considere V = kQ/R, com k = 9,0 × 10? N·m²/C². No tambor metálico aterrado, adote V = 0. Como os resíduos são solventes inflamáveis, a equipe deseja reduzir a possibilidade de uma faísca causada por diferença de potencial elétrico. Com base nessas informações, compare os potenciais elétricos dos tambores e indique a prática mais segura para o armazenamento temporário dos solventes inflamáveis.
- A) O tambor plástico apresenta potencial de 9,0 × 10⁴ V, enquanto o tambor metálico aterrado apresenta potencial nulo; portanto, deve-se preferir manter os dois tambores isolados do solo.
- B) O tambor plástico apresenta potencial de 9,0 × 10⁴ V, enquanto o tambor metálico aterrado apresenta potencial de 9,0 × 10⁴ V; portanto, ambos oferecem a mesma segurança.
- C) O tambor plástico apresenta potencial de 9,0 × 10⁴ V, enquanto o tambor metálico aterrado apresenta potencial nulo; portanto, deve-se preferir o tambor plástico, por não conduzir corrente elétrica.
- D) O tambor plástico apresenta potencial de 9,0 × 10⁴ V, enquanto o tambor metálico aterrado apresenta potencial nulo; portanto, deve-se preferir o tambor metálico aterrado.
- E) O tambor plástico apresenta potencial de 9,0 × 10³ V, enquanto o tambor metálico aterrado apresenta potencial nulo; portanto, deve-se preferir o tambor metálico aterrado.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcular o potencial do tambor plástico com V = kQ/R. Considerando k = 9,0 × 10^9 N·m²/C² (valor usual; no enunciado o expoente aparece corrompido), Q = 1,0 × 10^-6 C e R = 0,10 m, temos V = (9,0 × 10^9 × 1,0 × 10^-6) / 0,10 = 9,0 × 10^3 / 0,10 = 9,0 × 10^4 V. Passo 2: Determinar o potencial do tambor metálico. Como ele está ligado ao solo por um fio (aterramento), adota-se V = 0, conforme o enunciado. Passo 3: Comparar. O tambor plástico está a 9,0 × 10^4 V, enquanto o metálico aterrado está em 0 V. Quanto maior a diferença de potencial entre um objeto e o solo, maior a chance de uma faísca, e o aterramento iguala o tambor metálico ao potencial da terra, eliminando essa diferença. Passo 4: Conclusão. A prática mais segura para armazenar solventes inflamáveis é usar o tambor metálico aterrado. Passo 5: Comparação com o gabarito. Minha resolução coincide com o gabarito oficial, alternativa D. A alternativa A está errada porque manter os tambores isolados do solo impede o escoamento de cargas e aumenta o risco. A alternativa B está errada porque ignora que o aterramento zera o potencial do metálico, que não é igual ao do plástico. A alternativa C está errada porque plástico isolante acumula carga e não a dissipa, aumentando o risco. A alternativa E está errada porque o cálculo correto dá 9,0 × 10^4 V, não 9,0 × 10^3 V.
💡 Dica: Calcule o potencial de cada tambor e compare.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que isolar os tambores do solo é uma medida de segurança, quando na verdade isolar impede que as cargas escoem para a terra e mantém a diferença de potencial.
O aluno supõe que o tambor metálico aterrado mantém o mesmo potencial do plástico, sem perceber que o aterramento força o potencial do metal a zero.
O aluno pensa que um material que não conduz corrente é mais seguro contra faíscas, ignorando que o isolante acumula carga e mantém alto potencial.
Por que engana: Confundir a relação entre o material do tambor e o potencial elétrico, levando a uma escolha inadequada para descarte.
Aplicando a expressão fornecida, V = kQ/R = (9,0 × 10⁹)(1,0 × 10⁻⁶)/(0,10) = 9,0 × 10⁴ V. O aterramento mantém o tambor metálico em V = 0. Assim, o plástico carregado apresenta potencial elétrico maior, e o uso de um recipiente metálico aterrado reduz a diferença de potencial associada ao armazenamento.
O aluno faz a conta de V = kQ/R errado e obtém 9,0 × 10^3 V, deslocando a potência de dez na divisão ou na multiplicação.
Raio-X da questão
potencial elétrico
avaliacao
potencial elétrico · carga elétrica
Revisar a fórmula do potencial elétrico e suas aplicações.
Confundir a relação entre o material do tambor e o potencial elétrico, levando a uma escolha inadequada para descarte.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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