Nos pontos F e G da figura acima, fixamos corpúsculos, de dimensões desprezíveis, eletrizados com cargas…
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
Nos pontos F e G da figura acima, fixamos corpúsculos, de dimensões desprezíveis, eletrizados com cargas elétricas +Q e +4Q, respectivamente. O ponto, no qual uma carga de prova –q, ao ser abandonada, ficará em equilíbrio, é (Mackenzie 2012)
- A) A
- B) B
- C) C
- D) D
- E) E
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de equilíbrio. As cargas F (+Q) e G (+4Q) são ambas positivas, e a carga de prova –q é negativa. Logo, –q é atraída pelas duas cargas. Para que ela fique em equilíbrio, as forças de atração de F e de G sobre –q precisam ter mesma intensidade e sentidos opostos. Isso só pode ocorrer em um ponto do segmento FG, pois fora dele as duas forças atrativas apontam no mesmo sentido e não se anulam.
- Escreva a condição de equilíbrio. Seja d a distância FG e x a distância do ponto de equilíbrio até F. Então a distância até G é d – x. Igualando as intensidades, k·Q·q/x^2 = k·4Q·q/(d – x)^2, o que dá (d – x)^2 = 4x^2.
- Resolva a equação. Tirando a raiz quadrada, d – x = 2x, logo 3x = d e x = d/3. Portanto o ponto está sobre FG, a um terço da distância de F (e a dois terços de G).
- Interprete o resultado. O ponto de equilíbrio fica mais perto da carga menor (F, +Q), pois a carga maior (G, +4Q) precisa de uma distância maior para compensar sua intensidade. Esse é o ponto B, que corresponde à alternativa correta.
- Analise as alternativas erradas. A alternativa A não está no segmento entre as cargas, e por isso não pode haver equilíbrio ali. A alternativa C marca o ponto médio, que só seria correto se as cargas fossem iguais. A alternativa D está mais perto de G, o que é contrário à proporção obtida. A alternativa E está fora do segmento, do lado de G, onde as duas forças atrativas se somam.
💡 Dica: Analise as forças elétricas e encontre o ponto de equilíbrio da carga de prova.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que o equilíbrio ocorre fora do segmento FG, do lado da carga menor, como se a força de uma carga pudesse anular a outra sem que as duas forças tenham sentidos opostos.
CORRETA. No ponto B, as forças elétricas exercidas pelas cargas +Q e +4Q sobre a carga de prova –q têm intensidades iguais e sentidos opostos, garantindo o equilíbrio.
O aluno supõe que, por haver duas cargas positivas, o ponto de equilíbrio está no meio do segmento FG, ignorando que as intensidades das cargas são diferentes (+Q e +4Q).
O aluno pensa que o equilíbrio deve estar mais perto da carga maior, por ela ser mais intensa, e inverte a proporção das distâncias, que deveria ser a razão entre a raiz das cargas.
O aluno considera que o equilíbrio pode ocorrer fora do segmento, do lado da carga +4Q, supondo que as forças se anulam mesmo quando ambas são atrativas e apontam no mesmo sentido.
Raio-X da questão
equilibrio carga eletrica
avaliacao
forca eletrostatica · campo eletrico
estude a força eletrostática e equilibrio de cargas
Confundir o ponto de equilibrio com o ponto médio entre as cargas ou ignorar a intensidade das cargas.
pensamento_critico
cientifico
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