Em um experimento de campo, três pontos têm potenciais: A = 1200 V, B = 300 V, C = -200 V. Calcule o trabalho…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um experimento de campo, três pontos têm potenciais: A = 1200 V, B = 300 V, C = -200 V. Calcule o trabalho W realizado pela força elétrica ao mover uma carga positiva q = 2,0×10?6 C de A para C (use W = q·(V_C - V_A)).
- A) W = -4,0×10?³ J; cálculo com ?V = -2000 V.
- B) W = -2,8×10³ J; erro de unidades ao escalar.
- C) W = 0 J; não há diferença de potencial entre A e C.
- D) W = -2,8×10?³ J; o campo realiza trabalho (energia liberada).
- E) W = +2,8×10?³ J; trabalho realizado pelo agente externo.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A = 1200 V, B = 300 V, C = -200 V e q = 2,0 x 10^-6 C (carga positiva). O trabalho pedido é o da força elétrica ao levar a carga de A até C. Passo 2: Calcule a diferença de potencial entre C e A: V_C - V_A = (-200) - 1200 = -1400 V. Passo 3: Aplique W = q x (V_C - V_A) = 2,0 x 10^-6 x (-1400) = -2,8 x 10^-3 J. Passo 4: O sinal negativo indica que o campo realiza trabalho negativo, ou seja, a carga positiva perde energia potencial ao ir de um potencial maior (A, 1200 V) para um menor (C, -200 V). Portanto, a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) o valor de ΔV = -2000 V está errado, pois a subtração correta é -1400 V; B) a ordem de grandeza está errada, pois o expoente +3 em vez de -3 troca a unidade; C) existe diferença de potencial entre A e C (1400 V), então o trabalho não é nulo; E) o sinal está invertido, pois o trabalho +2,8 x 10^-3 J seria o realizado por um agente externo contra o campo, e não pelo campo.
💡 Dica: Calcule a diferença de potencial e multiplique pela carga.
Alternativa por alternativa
Calcula a diferença de potencial de forma errada, obtendo -2000 V em vez de -1400 V. Pode ter feito a subtração com erro ou usado um valor incorreto de potencial.
Por que engana: Confundir a direção do trabalho realizado pela força elétrica, considerando erroneamente que o trabalho é positivo ao mover a carga de A para C.
Acerta o sinal, mas troca o expoente da potência de dez, lendo 10^-6 C como 10^3 J no resultado. Trata a conversão de unidades de forma descuidada.
Confunde potencial com diferença de potencial e acha que, por A e C terem potenciais diferentes, a diferença seria nula. Na verdade, há diferença de 1400 V entre eles, e é ela que determina o trabalho.
W = q·?V com ?V = -1400 V ? W = -2,8×10?³ J.
Inverte o sentido do trabalho, tomando o trabalho do campo como o do agente externo. O trabalho do agente externo tem sinal oposto ao da força elétrica no mesmo deslocamento, mas a questão pede o trabalho da força elétrica.
Raio-X da questão
trabalho da força elétrica
avaliacao
trabalho da força elétrica · diferença de potencial
Revisar a fórmula do trabalho em campos elétricos.
Confundir a direção do trabalho realizado pela força elétrica, considerando erroneamente que o trabalho é positivo ao mover a carga de A para C.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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