Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga elétrica positiva de 40 µC, é abandonada do repouso no ponto…
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
Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga elétrica positiva de 40 µC, é abandonada do repouso no ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual o potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire movimento e se choca em B, com um anteparo rígido. Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto B é de 100 V, a velocidade dessa partícula ao se chocar com o obstáculo é de (Mackenzie 2010)
- A) 4 m/s
- B) 5 m/s
- C) 6 m/s
- D) 7 m/s
- E) 8 m/s
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 1 g = 0,001 kg; carga q = 40 µC = 40 x 10^-6 C; potencial em A = 300 V; potencial em B = 100 V. Como a partícula é abandonada do repouso, sua energia cinética inicial é zero. Passo 2: Calcule a diferença de potencial percorrida. ΔV = V_A - V_B = 300 - 100 = 200 V. Passo 3: Aplique o teorema da energia. A força elétrica realiza trabalho sobre a partícula, e esse trabalho é igual à variação da energia cinética: τ = q x ΔV = 40 x 10^-6 x 200 = 8 x 10^-3 J. Passo 4: Iguale o trabalho à energia cinética final: (1/2) x m x v^2 = 8 x 10^-3. Passo 5: Isole v: v^2 = 2 x 8 x 10^-3 / 0,001 = 16, logo v = 4 m/s. Resposta: alternativa A. Por que as outras estão erradas: B usa 300 V como se fosse a diferença de potencial, ignorando o potencial de B; C, D e E resultam de cálculos com outros valores de potencial, massa ou fatores, que não reproduzem a energia de 8 x 10^-3 J.
💡 Dica: Use a conservação da energia elétrica para calcular a velocidade.
Alternativa por alternativa
CORRETA. A variação de energia potencial elétrica (qΔV) é totalmente convertida em energia cinética (mv²/2), levando à velocidade de 4 m/s.
O aluno usa o potencial do ponto A (300 V) como se fosse a diferença de potencial percorrida, ignorando que o ponto B também tem potencial de 100 V.
O aluno calcula a diferença de potencial de forma inadequada, por exemplo somando os potenciais ou tomando um valor não correspondente ao trecho AB, e chega a uma energia cinética maior que a correta.
O aluno confunde o trabalho da força elétrica com a energia cinética sem estabelecer corretamente a relação entre trabalho e variação de energia, obtendo um valor de velocidade incompatível com os dados.
O aluno faz uma conversão incorreta de unidades, como tratar a massa de 1 g de forma errada ao substituir na fórmula da energia cinética, o que superestima a velocidade.
Raio-X da questão
campo e potencial elétrico
avaliacao
energia potencial elétrica · cinemática básica
Estude energia potencial elétrica e movimento de partículas carregadas.
Confundir energia potencial elétrica com energia cinética ou esquecer de converter unidades corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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