(Dissertativa) Um grão plástico esférico com q = +1,0×10?¹² C, raio r = 5,0×10?5 m e massa m = 1,0×10?8 kg…
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
(Dissertativa) Um grão plástico esférico com q = +1,0×10?¹² C, raio r = 5,0×10?5 m e massa m = 1,0×10?8 kg está a 5,0 cm de uma placa metálica aterrada. a) Calcule a energia elétrica liberada ao ser atraído até tocar a placa (use método da carga imagem, k = 9,0×10?). b) Estime a velocidade ao atingir a placa. c) Proponha três medidas físicas para reduzir riscos elétricos e ambientais no descarte.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Usa-se carga imagem: U(d) = -k q²/(4 d). Com d0=5,0×10?² m e d_final˜r=5,0×10?5 m: U_i = -9,0×10?·(1,0×10?¹²)²/(4·5,0×10?²) ˜ -4,5×10?¹4 J; U_f ˜ -4,5×10?¹1 J. Energia liberada ˜ |?U| ˜ 4,5×10?¹1 J. Velocidade: KE ˜ 4,5×10?¹1 J ? v = sqrt(2KE/m)=sqrt(2·4,5×10?¹1/1,0×10?8) ˜ 9,5×10?2 m/s. Medidas: 1) Aterramento e malhas condutoras para neutralizar cargas (reduz V e trabalho elétrico); 2) Umidificação controlada/ionizadores para aumentar condutividade do ar e dispersão de carga; 3) Captura e confinamento em recipientes condutores ligados à terra antes de descarte, evitando dispersão de microplástico e descargas. Justifique cada medida com princípio físico (redução de diferenças de potencial, aumento da condutividade, diminuição de campos locais) e discuta impactos ambientais breves.
Explicação
A utilização do método da carga imagem permite calcular a energia elétrica liberada de forma precisa, considerando a interação entre a carga e a placa aterrada. A fórmula da energia cinética é aplicada para determinar a velocidade do grão ao atingir a placa, utilizando os valores obtidos anteriormente. As medidas propostas visam minimizar riscos elétricos e ambientais, fundamentadas em princípios físicos que garantem a segurança e a redução de impactos negativos ao meio ambiente.
Raio-X da questão
energia elétrica e movimento
avaliacao
energia elétrica · movimento
Revisar conceitos de energia elétrica e movimento de partículas carregadas.
O aluno pode confundir a energia elétrica com a energia cinética, não aplicando corretamente as fórmulas necessárias para o cálculo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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