Uma pequena esfera de massa 2,0 g carrega-se positivamente com q = +5,0 µC e é colocada em um campo elétrico…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma pequena esfera de massa 2,0 g carrega-se positivamente com q = +5,0 µC e é colocada em um campo elétrico uniforme E = 2,0×10^5 N/C. Calcule a aceleração da esfera (m em kg).
- A) a = 2,5×10^2 m/s² por força reduzida.
- B) a = 2,0×10^5 m/s² na direção oposta ao campo.
- C) a = 5,0×10^2 m/s² (500 m/s²) na direção do campo.
- D) a = 10,0 m/s² na direção do campo.
- E) a = 5,0×10^4 m/s² na direção do campo.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converta as grandezas para o SI. A massa é m = 2,0 g = 2,0×10^-3 kg e a carga é q = 5,0 µC = 5,0×10^-6 C. O campo é E = 2,0×10^5 N/C. Passo 2: Calcule a força elétrica pela relação F = q·E = 5,0×10^-6 × 2,0×10^5 = 1,0 N. Passo 3: Aplique a Segunda Lei de Newton: a = F/m = 1,0 / 2,0×10^-3 = 500 m/s² = 5,0×10^2 m/s². Passo 4: Determine a direção. Como a carga é positiva, a força tem o mesmo sentido do campo elétrico, logo a aceleração também é na direção do campo. Passo 5: Conclusão: a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque 2,5×10^2 m/s² corresponderia a uma massa de 4,0 g, não de 2,0 g. A alternativa B está errada porque 2,0×10^5 m/s² é o valor numérico do campo, que não é a aceleração, e o sentido é oposto ao correto. A alternativa D está errada porque 10 m/s² exige uma massa de 0,1 kg, o que não corresponde ao enunciado. A alternativa E está errada porque 5,0×10^4 m/s² exige uma carga de 5,0×10^-4 C, cem vezes maior que a dada.
💡 Dica: Utilize a segunda lei de Newton para calcular a aceleração.
Alternativa por alternativa
Provavelmente tomou a massa como 4,0 g (dobrando o valor) ou dividiu a força por 2 em algum passo, obtendo 250 m/s² em vez de 500 m/s².
Confundiu aceleração com a intensidade do campo elétrico, ignorando carga e massa, e acreditou que a aceleração tem sentido oposto ao campo, como se a carga fosse negativa.
Por que engana: Confundir a direção da aceleração com a direção do campo elétrico, resultando em um valor incorreto.
Força elétrica F = q·E = 5,0×10^-6·2,0×10^5 = 1,0 N. Pela 2ª lei, a = F/m = 1,0/(2,0×10^-3) = 5,0×10^2 m/s², direção do campo pois q>0.
Provavelmente errou a conversão de unidades da massa, tratando 2,0 g como 0,1 kg, e por isso obteve 1,0 N / 0,1 kg = 10 m/s².
Provavelmente leu a carga como 5,0×10^-4 C (prefixo errado, cem vezes maior que 5,0 µC), o que daria F = 100 N e a = 5,0×10^4 m/s².
Raio-X da questão
aceleração em campo elétrico
avaliacao
força elétrica · segunda lei de Newton
Revisar a relação entre força, massa e aceleração em campos elétricos.
Confundir a direção da aceleração com a direção do campo elétrico, resultando em um valor incorreto.
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cientifico
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