Duas cargas puntiformes +1,0 µC e -2,0 µC estão separadas por 0,50 m no vácuo. Calcule a magnitude da força…
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
Duas cargas puntiformes +1,0 µC e -2,0 µC estão separadas por 0,50 m no vácuo. Calcule a magnitude da força eletrostática entre elas (use k = 9,0×10^9 N·m^2/C^2).
- A) F = 0,072 N, atrativa.
- B) F = 0,036 N, atrativa.
- C) F = 0,144 N, repulsiva.
- D) F = 0,09 N, repulsiva.
- E) F = 0,020 N, neutra.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. q1 = +1,0 µC = +1,0×10^-6 C, q2 = -2,0 µC = -2,0×10^-6 C, r = 0,50 m e k = 9,0×10^9 N·m^2/C^2. Passo 2: Use a Lei de Coulomb, F = k·|q1|·|q2|/r^2, trabalhando apenas com os módulos das cargas. Passo 3: Calcule o numerador: 9,0×10^9 × 1,0×10^-6 × 2,0×10^-6 = 18×10^-3 = 0,018 N·m^2. Passo 4: Calcule o denominador: r^2 = 0,50^2 = 0,25 m^2. Passo 5: Divida: F = 0,018 / 0,25 = 0,072 N. Passo 6: Determine o tipo de força pelos sinais. As cargas têm sinais opostos (+ e -), logo se atraem, e a força é atrativa. Assim, a alternativa correta é a A, F = 0,072 N, atrativa, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a B tem valor metade do correto, o que indica que o r foi usado no lugar de r^2. A C tem valor dobrado e tipo de força errado, pois cargas opostas não se repelem. A D usa um denominador incorreto e também indica repulsão, o que contraria os sinais. A E afirma que a força é neutra, mas força entre cargas não nulas nunca é neutra; o conceito de neutro refere-se à carga total do corpo, não à força.
💡 Dica: Aplique a Lei de Coulomb para calcular a força.
Alternativa por alternativa
F = k·|q1·q2|/r^2 = 9,0×10^9·(1,0×10^-6·2,0×10^-6)/(0,50^2) = 0,072 N. Cargas opostas resultam em força de atração.
O aluno calculou corretamente o tipo de força, mas dividiu por r em vez de r^2, obtendo 9×10^9 × 2×10^-12 / 0,5 = 0,036 N.
Por que engana: Confundir a direção da força, acreditando que cargas opostas se repelem ao invés de se atraírem.
O aluno elevou r ao cubo (0,50^3 = 0,125) e também considerou que cargas de sinais opostos se repelem, o que inverte a natureza da força.
O aluno errou na multiplicação das cargas ou no denominador, chegando a 0,09 N, e ainda afirmou repulsão, confundindo a regra de sinais de cargas opostas.
O aluno acredita que, por as cargas terem sinais opostos, a força se anula ou se torna neutra, confundindo carga elétrica neutra com ausência de interação.
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 opostas se repelem ao invés de se atraírem.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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