Duas cargas puntuais q1 = +2,0 µC e q2 = +3,0 µC estão separadas por r = 0,10 m no vácuo. Calcule a magnitude…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Duas cargas puntuais q1 = +2,0 µC e q2 = +3,0 µC estão separadas por r = 0,10 m no vácuo. Calcule a magnitude da força eletrostática entre elas e indique se é atrativa ou repulsiva.
- A) A força é 5,4 N, mas não existe força repulsiva.
- B) A força entre elas é 8,0 N, atrativa.
- C) A força eletrostática é 10 N, repulsiva.
- D) A força entre as cargas é 2,7 N, atrativa.
- E) 5,4 N, repulsiva (direção de afastamento entre as cargas).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. q1 = +2,0 µC = 2,0 x 10^-6 C, q2 = +3,0 µC = 3,0 x 10^-6 C, r = 0,10 m. No vácuo, usa-se k = 9 x 10^9 N·m^2/C^2.
- Calcule o produto das cargas em módulo. |q1 x q2| = 2,0 x 10^-6 x 3,0 x 10^-6 = 6,0 x 10^-12 C^2.
- Aplique a Lei de Coulomb, F = k x |q1| x |q2| / r^2. Temos r^2 = 0,01 m^2, então F = 9 x 10^9 x 6,0 x 10^-12 / 0,01 = 5,4 x 10^-2 / 0,01 = 5,4 N.
- Determine o tipo de força. As duas cargas têm o mesmo sinal (ambas positivas). Cargas de mesmo sinal se repelem, então a força é repulsiva, ou seja, tende a afastar as cargas.
- Conclusão. A força tem magnitude 5,4 N e é repulsiva, o que corresponde à alternativa E. O gabarito oficial está correto.
- Por que as outras estão erradas: A acerta o valor, mas nega indevidamente a repulsão entre cargas de mesmo sinal. B erra o valor (o correto é 5,4 N, não 8,0 N) e o tipo, pois cargas de mesmo sinal não se atraem. C acerta o tipo (repulsiva), mas o valor está errado, pois o cálculo dá 5,4 N e não 10 N. D erra o tipo, pois cargas de mesmo sinal não se atraem, e o valor 2,7 N é metade do correto.
💡 Dica: Use a Lei de Coulomb para calcular a força.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente o módulo, mas acredita que cargas de mesmo sinal não se repelem ou que a repulsão só existe entre cargas de sinais diferentes.
O aluno errou o cálculo numérico do módulo, chegando a 8,0 N, e ainda associou cargas positivas a uma força atrativa, como se cargas de mesmo sinal se atraíssem.
Por que engana: Confundir a direção da força, acreditando que cargas iguais se atraem ao invés de se repelirem.
O aluno identificou corretamente que a força é repulsiva, mas errou a magnitude, obtendo 10 N; provavelmente houve erro na potência de 10 ao converter microcoulombs ou na aplicação da fórmula.
O aluno calculou um valor de 2,7 N, metade do correto, possivelmente por dividir o resultado por 2 indevidamente, e afirmou que a força é atrativa, como se cargas positivas se atraíssem.
Lei de Coulomb: F = k q1 q2 / r^2, com k = 9×10^9 N·m^2/C^2. F = 9×10^9·(2×10^-6 C)(3×10^-6 C)/(0,10 m)^2 = 5,4 N; cargas positivas repelem.
Raio-X da questão
força eletrostática
avaliacao
lei de Coulomb · cargas elétricas
Revisar a Lei de Coulomb e suas aplicações.
Confundir a direção da força, acreditando que cargas iguais se atraem ao invés de se repelirem.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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