Em uma pesquisa sobre a dispersão de partículas em áreas urbanas, uma equipe analisou uma partícula de poeira…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma pesquisa sobre a dispersão de partículas em áreas urbanas, uma equipe analisou uma partícula de poeira eletrizada positivamente. A partícula tem massa m = 2,0 × 10^-6 kg e carga elétrica q = +1,0 × 10^-9 C. No local, há um campo elétrico uniforme vertical, orientado para cima, de intensidade E = 5,0 × 10^4 N/C. Considere g = 10 m/s² e despreze a resistência do ar. Partículas que permanecem suspensas podem alcançar regiões mais distantes e aumentar a exposição da população por inalação. Com base no texto, qual conclusão relaciona corretamente as forças que atuam na partícula e a possível consequência ambiental e à saúde?
- A) A partícula não sobe, pois o campo elétrico atua apenas sobre partículas com carga negativa; logo, o peso é a única força vertical relevante no caso descrito.
- B) A partícula não sobe, pois F_e = 2,0 × 10^-5 N é menor que P = 5,0 × 10^-5 N; assim, tende a permanecer próxima ao solo.
- C) A partícula fica em equilíbrio, pois F_e = P = 2,0 × 10^-5 N; dessa forma, não há movimento vertical nem alteração relevante na exposição por inalação.
- D) A partícula não sobe, pois, sendo positiva, sua carga produz força elétrica para baixo, em sentido contrário ao campo; por isso, sua dispersão diminui.
- E) A força elétrica é F_e = 5,0 × 10^-5 N, enquanto o peso é P = 2,0 × 10^-5 N. Como a carga é positiva e o campo aponta para cima, a força elétrica também aponta para cima e supera o peso; portanto, a partícula tende a subir, o que pode favorecer sua dispersão e aumentar o risco de inalação.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- A força elétrica é F_e = q·E = 1,0·10^-9 × 5,0·10^4 = 5,0·10^-5 N. Como a carga é positiva e o campo aponta para cima, a força aponta para cima.
- O peso é P = m·g = 2,0·10^-6 × 10 = 2,0·10^-5 N, para baixo.
- Como F_e (5,0·10^-5 N) é maior que P (2,0·10^-5 N), a resultante aponta para cima e a partícula tende a subir, o que favorece a dispersão e a inalação. Alternativa E.
💡 Dica: Calcule a força elétrica e o peso da partícula para compará-los.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que o campo elétrico atua só em partículas negativas, mas ele atua em qualquer carga, e em carga positiva a força tem o sentido do campo.
O aluno troca os valores calculados (usa F_e = 2,0·10^-5 N e P = 5,0·10^-5 N), invertendo qual das forças é a maior.
O aluno erra o cálculo e iguala F_e e P em 2,0·10^-5 N; com os dados do enunciado F_e = 5,0·10^-5 N, e não há equilíbrio.
Por que engana: O aluno pode confundir a comparação entre a força elétrica e o peso, subestimando a força elétrica e concluindo que a partícula não será erguida.
O aluno acha que a carga positiva sofre força contrária ao campo; é na carga negativa que a força tem sentido oposto ao do campo.
A intensidade da força elétrica é F_e = qE = (1,0 × 10^-9)(5,0 × 10^4) = 5,0 × 10^-5 N. O peso vale P = mg = (2,0 × 10^-6)(10) = 2,0 × 10^-5 N. Como a carga é positiva, a força elétrica tem o mesmo sentido do campo, isto é, para cima. Como F_e > P, a força resultante é para cima, favorecendo a elevação e a dispersão da partícula. Isso pode ampliar sua permanência no ar e a possibilidade de inalação.
Raio-X da questão
força elétrica e peso
avaliacao
força elétrica e peso · cálculo de forças
Revisar as leis de Coulomb e o conceito de peso.
O aluno pode confundir a comparação entre a força elétrica e o peso, subestimando a força elétrica e concluindo que a partícula não será erguida.
saude
pensamento_critico
cientifico
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