Dissertativa — Em uma unidade de reciclagem, uma partícula de microplástico tem massa m = 2,0×10^-12 kg e…
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
Dissertativa — Em uma unidade de reciclagem, uma partícula de microplástico tem massa m = 2,0×10^-12 kg e carga q = +1,0×10^-15 C. Entre placas paralelas a separação é d = 0,20 m com diferença de potencial V = 1,0×10^4 V (portanto E = V/d = 5,0×10^4 N/C, vertical para cima). A partícula parte do repouso a 0,10 m da placa superior. (a) Calcule a força elétrica Fe = qE (N) e compare com o peso mg (N). (b) Determine a aceleração resultante e o tempo aproximado para percorrer 0,10 m. (c) Avalie o risco de centelhamento (considere E_break = 3,0×10^6 V/m) e proponha duas medidas físicas de mitigação, justificando impactos à saúde/ambiente.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: Fe = qE = 1,0×10^-15·5,0×10^4 = 5,0×10^-11 N. Peso mg = 2,0×10^-12·10 = 2,0×10^-11 N. Força líquida = 5,0×10^-11 - 2,0×10^-11 = 3,0×10^-11 N. Aceleração a = F_net/m = 3,0×10^-11 / 2,0×10^-12 = 15 m/s². Tempo para s = 0,10 m: t = sqrt(2s/a) = sqrt(0,20/15) ˜ 0,12 s. Risco de centelhamento: E = 5,0×10^4 V/m « E_break = 3,0×10^6 V/m, portanto baixo risco imediato. Medidas de mitigação: (1) Aterramento e ligação equipotencial de tambores e estruturas — reduz diferença de potencial e evita acumulação de carga; (2) uso de umidade controlada ou ionizadores/antistáticos para diminuir tensão superficial e dispersar cargas. Justificativa ambiental/saúde: reduzir centelhas e faíscas diminui risco de ignição de solventes e emissão de partículas; aterramento evita descargas imprevisíveis que podem expor trabalhadores e contaminar materiais recicláveis.
Explicação
Os cálculos realizados demonstram a comparação entre a força elétrica e o peso da partícula, evidenciando que a força elétrica é maior, resultando em uma aceleração positiva. O tempo calculado para percorrer a distância de 0,10 m, considerando a aceleração, é coerente com os princípios da cinemática. Além disso, a avaliação do risco de centelhamento e as medidas de mitigação propostas são fundamentadas em conceitos de segurança elétrica e prevenção de riscos ambientais e à saúde.
Raio-X da questão
força elétrica e aceleração
avaliacao
força elétrica e aceleração · movimento uniformemente acelerado
Revisar as leis de Newton e conceitos de eletricidade.
O aluno pode confundir a força elétrica com a força gravitacional, não considerando a diferença de atuação das duas forças no movimento da partícula.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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