Em uma linha de triagem, uma partícula condutora é deslocada entre dois pontos cuja diferença de potencial ?V…
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 uma linha de triagem, uma partícula condutora é deslocada entre dois pontos cuja diferença de potencial ?V = V_final - V_inicial = -450 V. A carga da partícula é q = +2,0×10^-6 C. Calcule o trabalho realizado pela força elétrica sobre a partícula. Use W = q (V_inicial - V_final) (J).
- A) Q_max = 1,5×10^-6 C.
- B) E_surf = 5,0×10^6 V/m.
- C) W = 9,0×10^-4 J (positivo).
- D) Q_max = 3,0×10^-8 C.
- E) k = 8,0×10^9 N·m²/C².
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a grandeza pedida. A questão pede o trabalho realizado pela força elétrica sobre a partícula, dado pela fórmula W = q (V_inicial - V_final).
- Escreva os dados. q = +2,0×10^-6 C e ΔV = V_final - V_inicial = -450 V, portanto V_inicial - V_final = +450 V.
- Substitua na fórmula. W = (2,0×10^-6) × 450 = 9,0×10^-4 J.
- Verifique o sinal. O trabalho é positivo porque a carga é positiva e o potencial diminui no deslocamento (V_inicial maior que V_final), o que significa que o campo elétrico realiza trabalho a favor do movimento. Assim, a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A apresenta uma carga máxima, grandeza que não é pedida no enunciado. A alternativa B apresenta um campo elétrico na superfície, que exigiria a distância e outro modelo físico, não dados nesta questão. A alternativa D também apresenta uma carga máxima, com valor diferente e sem relação com o trabalho. A alternativa E apresenta a constante eletrostática k, que não participa do cálculo de trabalho com diferença de potencial.
💡 Dica: Aplique a fórmula do trabalho elétrico com os valores fornecidos.
Alternativa por alternativa
O aluno aplica uma fórmula de carga máxima ou de limite de carga, trocando a grandeza pedida por outra que envolve potencial, como se a questão perguntasse a carga envolvida.
Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho elétrico, aplicando a diferença de potencial de forma incorreta.
O aluno acredita que o trabalho ou a diferença de potencial se converte diretamente em campo elétrico, usando uma relação E = V/d sem dispor de distância nem de geometria do sistema.
W = q(V_i - V_f) = q·(-?V) = 2,0×10^-6 C · 450 V = 9,0×10^-4 J; positivo pois carga positiva move-se para menor potencial.
O aluno faz um cálculo com a grandeza errada ou com erro de potência de dez ao operar os números, chegando a um valor de carga sem relação com o trabalho pedido.
O aluno pensa que a constante eletrostática k entra no cálculo do trabalho e a seleciona por memorização, sem perceber que a fórmula W = q ΔV não a utiliza.
Raio-X da questão
trabalho elétrico
avaliacao
trabalho elétrico · diferença de potencial
Revisar a fórmula do trabalho realizado por uma força elétrica.
Confundir a fórmula do trabalho elétrico, aplicando a diferença de potencial de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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