Em um sistema de aplicação de pesticida por atomização eletrostática, uma gotícula com carga q = -4,0×10?? C é…
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 um sistema de aplicação de pesticida por atomização eletrostática, uma gotícula com carga q = -4,0×10?? C é lentamente deslocada entre dois pontos A e B cujos potenciais são V_A = +200 V e V_B = -50 V. Determine o trabalho realizado pela força elétrica ao mover a gotícula de A para B (use W = q·(V_A - V_B)).
- A) W = q·(V_B + V_A) = -1,0×10?6 J
- B) W = q·(V_A - V_B) = -4,0×10??·(200-(-50)) = -1,0×10?6 J.
- C) W = q·(V_B - V_A) = +1,0×10?6 J
- D) W = q·(V_A/V_B) = -2,0×10?6 J
- E) W = -q·(V_A - V_B) = +1,0×10?6 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- No enunciado, a carga aparece com expoente corrompido (10??). Pelos valores das alternativas, que dão -1,0×10^-6 J com diferença de 250 V, deduzo que q = -4,0×10^-9 C. Essa leitura é uma inferência a partir das alternativas. Passo 2: Os potenciais são V_A = +200 V e V_B = -50 V, então V_A - V_B = 200 - (-50) = 250 V. Passo 3: Aplicando a fórmula W = q·(V_A - V_B) = (-4,0×10^-9)·250 = -1,0×10^-6 J. Passo 4: Conferindo pela energia potencial, U = qV. Em A, U_A = (-4,0×10^-9)·200 = -8,0×10^-7 J. Em B, U_B = (-4,0×10^-9)·(-50) = +2,0×10^-7 J. A variação é ΔU = U_B - U_A = +1,0×10^-6 J, e o trabalho da força elétrica é o negativo dessa variação, W = -1,0×10^-6 J. Passo 5: Isso confere com o gabarito B. Passo 6: A alternativa A está errada porque soma os potenciais (200 + (-50) = 150 V) em vez de subtraí-los. Passo 7: A alternativa C está errada porque inverte a ordem da diferença de potencial e, por isso, troca o sinal do trabalho. Passo 8: A alternativa D está errada porque usa a razão V_A/V_B em vez da diferença, o que não corresponde a nenhuma grandeza física do problema. Passo 9: A alternativa E está errada porque inclui um sinal de menos extra, o que inverte o resultado correto.
💡 Dica: Calcule o trabalho usando a fórmula dada.
Alternativa por alternativa
O aluno somou os potenciais em vez de subtraí-los, calculando V_A + V_B = 150 V. Além disso, o valor final -6,0×10^-7 J não coincide com o que aparece na alternativa.
Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho elétrico, utilizando a diferença de potenciais de forma incorreta.
Trabalho da força elétrica = q(V_A - V_B); com q negativo e diferença de potencial 250 V, W = -1,0×10?6 J, sinal negativo indica que a força elétrica realiza trabalho retirando energia do sistema.
O aluno inverteu a ordem da diferença de potencial, usando V_B - V_A em vez de V_A - V_B. Isso troca o sinal do trabalho, que deveria ser negativo.
O aluno usou a razão V_A/V_B = -4 V em vez da diferença de potencial. Essa operação não tem significado físico para o trabalho entre dois pontos.
O aluno acrescentou um sinal de menos à fórmula correta, escrevendo -q(V_A - V_B). Isso inverte o sinal do trabalho e, com isso, obtém +1,0×10^-6 J.
Raio-X da questão
trabalho elétrico
avaliacao
potencial elétrico · trabalho elétrico
Revisar a relação entre trabalho e potencial elétrico.
Confundir a fórmula do trabalho elétrico, utilizando a diferença de potenciais de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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