Duas cargas puntuais estão sobre o eixo x: q1 = +2,0 µC em x = 0,00 m e q2 = -3,0 µC em x = 0,50 m. Usando a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Duas cargas puntuais estão sobre o eixo x: q1 = +2,0 µC em x = 0,00 m e q2 = -3,0 µC em x = 0,50 m. Usando a lei de Coulomb F = k·|q1·q2|/r² com k = 9,0×10^9 N·m²/C², calcule a magnitude e a direção da força elétrica exercida por q2 sobre q1 (unidades SI).
- A) F = 0,5 N, direção: para a direita (repulsão).
- B) F = 0,216 N, direção: para a direita (atração).
- C) F = 0,3 N, direção: vertical para baixo.
- D) F = 0,1 N, direção: para a esquerda (repulsão).
- E) F = 0,216 N, direção: para a esquerda (repulsão).
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. q1 = +2,0 µC = +2,0×10^-6 C e q2 = -3,0 µC = -3,0×10^-6 C. Como as cargas estão sobre o eixo x, em x = 0,00 m e x = 0,50 m, a distância entre elas é r = 0,50 m. Passo 2: Calcule o módulo da força. |q1·q2| = 2,0×10^-6 × 3,0×10^-6 = 6,0×10^-12 C². O quadrado da distância é r² = 0,25 m². Então F = 9,0×10^9 × 6,0×10^-12 / 0,25 = 0,054 / 0,25 = 0,216 N. Passo 3: Determine a direção. As cargas têm sinais opostos, então se atraem. A força sobre q1 aponta na direção de q2, que está à direita de q1 (x maior). Logo, a força sobre q1 é para a direita. Passo 4: Conclusão. A resolução coincide com a alternativa B, que traz F = 0,216 N para a direita (atração), e portanto o gabarito oficial está correto. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A: o módulo 0,5 N não corresponde ao cálculo, e a repulsão contraria o fato de que cargas opostas se atraem. C: a direção vertical não faz sentido, pois as cargas estão alinhadas no eixo x e a força é horizontal. D: o módulo 0,1 N está incorreto e a repulsão para a esquerda contraria a atração entre cargas opostas. E: o módulo 0,216 N está certo, mas a direção para a esquerda com repulsão está invertida em relação ao sentido correto da atração.
💡 Dica: Aplique a lei de Coulomb para calcular a força.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que cargas de sinais opostos se repelem e também calcula o módulo de forma incorreta, obtendo 0,5 N.
Por que engana: Confundir a direção da força elétrica, acreditando que cargas opostas se repelem em vez de se atraírem.
Pela lei de Coulomb: F = k·|q1 q2|/r² = 9,0×10^9·(2,0×10^-6·3,0×10^-6)/(0,50)² = 0,216 N. Sinais opostos => atração, força sobre q1 dirigida para q2 (direita).
O aluno supõe que a força atua na vertical, talvez por associar a interação entre cargas a um campo ou peso, ignorando que as cargas estão alinhadas no eixo x.
O aluno considera que a força aponta para a esquerda por repulsão, tratando cargas opostas como se se repelissem, e obtém um módulo errado de 0,1 N.
O aluno calcula o módulo corretamente, mas inverte o tipo de interação e o sentido, afirmando repulsão para a esquerda quando cargas opostas se atraem.
Raio-X da questão
força elétrica entre cargas
avaliacao
lei de Coulomb · cargas elétricas
Revisar a lei de Coulomb e suas aplicações.
Confundir a direção da força elétrica, acreditando que cargas opostas se repelem em vez de se atraírem.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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