Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas…
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
Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. [IMAGEM] Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada: I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial. II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial. Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de [FUVEST 2008 - Questão 18] FUVEST - 2008
- A) Q/2 Q/4 Q/4
- B) Q/2 3Q/4 3Q/4
- C) 2Q/3 2Q/3 2Q/3
- D) 3Q/4 Q/2 3Q/4
- E) Q zero Q
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Situação inicial. M1 = Q, M2 = 0 (descarregada), M3 = Q. A carga total do sistema é 2Q e deve se conservar nas operações.
- Operação I. Ao encostar M1 em M2 (esferas de mesmo diâmetro), a carga se redistribui igualmente: M1 = Q/2 e M2 = Q/2. Ao afastar M1, ela mantém Q/2.
- Operação II. M3 (Q) encosta em M2 (Q/2). A carga total entre elas é 3Q/2, que se divide igualmente: M2 = 3Q/4 e M3 = 3Q/4. Ao afastar M3, ela mantém 3Q/4.
- Resultado final: M1 = Q/2, M2 = 3Q/4 e M3 = 3Q/4. A soma é 2Q, o que confere com a conservação da carga. Esse resultado corresponde à alternativa B, e não à alternativa A indicada no gabarito. Na alternativa A, a soma seria Q, o que violaria a conservação da carga. Por isso, a alternativa A não pode ser o resultado físico obtido pelas operações descritas.
- Análise das demais alternativas. C tem soma 2Q, mas distribui a carga de forma igual, o que não resulta das operações. D inverte as cargas de M2 e M3 sem justificar a distribuição. E mantém M2 descarregada, o que não ocorre após o contato com M1 e com M3.
💡 Dica: Analise a transferência de carga entre as esferas em contato e como a carga se distribui após o contato.
Alternativa por alternativa
É a resposta que o enunciado sustenta.
O resultado obtido pela conservação da carga (Q/2, 3Q/4, 3Q/4) coincide com esta alternativa, mas o gabarito oficial indica A. Quem escolhe B aplica corretamente o compartilhamento igual após cada contato, o que diverge do gabarito.
Supõe que, após os contatos, todas as esferas ficam com a mesma carga, ignorando que M1 é afastada com a carga que recebeu no início e não recebe carga de M3.
Troca a ordem das cargas de M2 e M3 e assume que M1 retém 3Q/4, o que indica falha em acompanhar o que acontece com cada esfera em cada operação.
Acredita que, ao encostar em M2, a carga é transferida apenas de uma esfera para outra sem redistribuição, mantendo M2 sem carga e M1 com Q.
Raio-X da questão
eletrização por contato, conservação de carga
avaliacao
eletrização por contato · conservação de carga
Revisar o processo de eletrização por contato e conservação da carga elétrica.
O aluno pode confundir a distribuição de carga após o contato, não aplicando corretamente a regra da conservação de carga.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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