Em um laboratório de física experimental, estudantes estão investigando as propriedades de dois condutores…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório de física experimental, estudantes estão investigando as propriedades de dois condutores elétricos A e B isolados e inicialmente neutros. Durante o experimento, o condutor A é ligado a uma fonte de alta tensão até que lhe seja transferida quantidade de carga elétrica Q. Em seguida, o condutor B é posto em contato com o condutor A, permitindo que a carga elétrica do condutor A seja compartilhada com o condutor B. Sobre esse experimento, é correto afirmar que (UECE 2024)
- A) a carga em A aumenta enquanto a carga em B diminui, mantendo constante a carga total do sistema.
- B) a carga total foi redistribuída entre A e B de forma que o potencial elétrico em A ficasse maior que o potencial elétrico de B, mantendo, assim, a carga total do sistema conservada.
- C) a carga foi redistribuída entre os condutores A e B até que atingissem o mesmo potencial elétrico, com a carga total do sistema conservada.
- D) a quantidade de carga nos condutores, ao final do processo, é sempre a mesma independente do volume e do material de que são feitos os condutores A e B.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Os condutores A e B estão isolados e, inicialmente, A recebe a carga Q da fonte. Ao ser colocado em contato com B, o sistema passa a ser formado pelos dois condutores, que se comportam como um único condutor em equilíbrio eletrostático.
- Pelo princípio da conservação da carga elétrica, a carga total do sistema permanece Q, pois nenhuma carga entra ou sai do conjunto isolado. Apenas ocorre redistribuição entre A e B.
- A carga se redistribui enquanto houver diferença de potencial entre os condutores. Quando o equilíbrio eletrostático é atingido, todos os pontos do condutor (ou do conjunto condutor conectado) ficam no mesmo potencial elétrico. Por isso a alternativa C está correta.
- A alternativa A está errada, pois, após o contato, a carga de A diminui e a de B aumenta, e não o contrário. A carga total é conservada, mas a afirmação sobre o sentido da variação está incorreta.
- A alternativa B está errada, pois, em equilíbrio, os potenciais de A e B são iguais. Haver potenciais diferentes significaria que a carga ainda estaria se movendo de um condutor para o outro.
- A alternativa D está errada, pois a distribuição final de carga depende da geometria, do volume e do material dos condutores, que determinam a capacitância de cada um. Só a carga total é necessariamente conservada, não a carga de cada condutor.
- Conclusão: a alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Analise o processo de transferência de carga entre condutores.
Alternativa por alternativa
O aluno entende que a carga de A aumenta após o contato, confundindo o sentido da transferência com a fonte de alta tensão. Ele associa o compartilhamento a um ganho de carga em A em vez de uma redistribuição de A para B.
O aluno acredita que, após a redistribuição, os condutores ainda podem ter potenciais diferentes, sendo A o de maior potencial. Ele não percebe que o fluxo de carga cessa somente quando os potenciais se igualam.
CORRETA. A carga total é conservada e se redistribui entre os condutores até que ambos atinjam o mesmo potencial elétrico, caracterizando o equilíbrio eletrostático.
O aluno supõe que a carga final de cada condutor é sempre igual, independentemente de tamanho e material, ao confundir a conservação da carga total com uma divisão igualitária. Ele ignora que a capacidade de armazenar carga depende da geometria e do material do condutor.
Raio-X da questão
transferência de carga elétrica
diagnostico
carga elétrica e condutores
Estude o conceito de carga elétrica e compartilhamento entre condutores.
Confundir a transferência de carga com a criação de carga ou não entender o equilíbrio de cargas entre condutores.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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