Em uma estação de triagem, uma partícula microplástica com carga q = -3,0×10^-9 C é deslocada lentamente do…
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
Em uma estação de triagem, uma partícula microplástica com carga q = -3,0×10^-9 C é deslocada lentamente do ponto A (V_A = +60 V) para o ponto B (V_B = -20 V). Calcule o trabalho realizado pelo agente externo para esse deslocamento. Use a relação W_ext = q·(V_B - V_A). (Unidades SI.)
- A) W_ext = +3,0×10^-9 J
- B) W_ext = -1,2×10^-7 J
- C) W_ext = -2,4×10^-7 J
- D) W_ext = 0 J
- E) W_ext = q·(V_B - V_A) = (-3,0×10^-9 C)·(-80 V) = +2,4×10^-7 J.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. q = -3,0×10^-9 C, V_A = +60 V e V_B = -20 V. A relação dada é W_ext = q·(V_B - V_A). Passo 2: Calcule a diferença de potencial entre B e A: V_B - V_A = -20 - 60 = -80 V. Passo 3: Multiplique pela carga: W_ext = (-3,0×10^-9)·(-80) = +2,4×10^-7 J. Passo 4: Como o produto de dois valores negativos é positivo, o trabalho do agente externo é positivo, ou seja, o agente external fornece energia ao sistema. Isso faz sentido porque a carga é negativa e se desloca para um potencial menor (de +60 V para -20 V), o que, para cargas negativas, corresponde a ganho de energia potencial elétrica; logo, o agente externo precisa realizar trabalho positivo para deslocá-la lentamente. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) ignora a diferença de potencial e usa apenas o valor da carga. B) usa uma diferença de 40 V, resultado de subtrair 20 de 60 sem considerar que V_B é negativo. C) tem o módulo correto, mas o sinal invertido, como se usasse V_A - V_B. D) afirmaria trabalho nulo, o que só ocorreria se não houvesse diferença de potencial entre A e B. Passo 6: Conclusão: o resultado é +2,4×10^-7 J, de acordo com o gabarito oficial E.
💡 Dica: Aplique a fórmula do trabalho elétrico com os valores dados.
Alternativa por alternativa
Considera apenas o valor da carga, ignorando a diferença de potencial entre A e B, e atribui um resultado de energia sem efetuar o cálculo completo.
Calcula a diferença de potencial como 60 - 20 = 40 V, tratando V_B = -20 V como se fosse positivo, e depois obtém o sinal negativo pelo produto com a carga negativa.
Calcula corretamente o módulo (80 V vezes 3,0×10^-9 C), mas inverte a ordem da subtração (V_A - V_B), trocando o sinal do trabalho e confundindo o trabalho do agente externo com o da força elétrica.
Por que engana: Confundir a relação entre carga e variação de potencial, resultando em um sinal incorreto no trabalho calculado.
Acredita que, por o deslocamento ser lento, o trabalho é nulo, ou que não há trabalho quando há variação de potencial, quando na verdade o trabalho depende da diferença de potencial entre os pontos.
Para deslocamento lento, trabalho do agente externo é W_ext = q·?V; aqui ?V = V_B - V_A = -80 V, logo W_ext = (-3,0×10^-9)·(-80) = 2,4×10^-7 J.
Raio-X da questão
trabalho elétrico
avaliacao
trabalho elétrico · potencial elétrico
Revisar a relação entre trabalho, carga e potencial elétrico.
Confundir a relação entre carga e variação de potencial, resultando em um sinal incorreto no trabalho calculado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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