Duas pequenas esferas eletrizadas, com cargas Q1 e Q2, separadas pela distância d, se repelem com uma força de…
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
Duas pequenas esferas eletrizadas, com cargas Q1 e Q2, separadas pela distância d, se repelem com uma força de intensidade 4.10?³ N. Substituindo-se a carga Q1 por outra carga igual a 3.Q1 e aumentando-se a distância entre elas para 2.d, o valor da força de repulsão será (Mackenzie 2014)
- A) 3.10⁻³ N
- B) 2.10⁻³ N
- C) 1.10⁻³ N
- D) 5.10⁻⁴ N
- E) 8.10⁻⁴ N
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Na força elétrica entre duas cargas, F = k·Q1·Q2/d^2. Essa força é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância.
- Na situação inicial, F = 4.10^-3 N. Após a mudança, a carga Q1 passa a ser 3·Q1 e a distância passa a ser 2·d. A nova força é F' = k·(3·Q1)·Q2/(2·d)^2 = k·3·Q1·Q2/(4·d^2).
- Comparando com a situação inicial, F' = (3/4)·F = (3/4)·4.10^-3 N = 3.10^-3 N. Portanto, a alternativa correta é a A.
- Por que as outras estão erradas: a B considera a força inversamente proporcional à distance (não ao quadrado) e ignora o efeito da carga; a C leva em conta só o quadrado da distância e esquece de multiplicar pelo fator 3 da carga; a D usa o cubo da distância, o que não corresponde à lei do inverso do quadrado; a E mistura fatores de carga e distância de forma incorreta, sem seguir a proporcionalidade da lei de Coulomb.
💡 Dica: Use a lei de Coulomb para calcular a nova força com as cargas e distância modificadas.
Alternativa por alternativa
É a resposta que o enunciado sustenta.
Considerou que a força varia inversamente com a distância (e não com o quadrado dela) e desprezou a mudança na carga, dividindo 4.10^-3 N por 2.
Aplicou corretamente o inverso do quadrado da distância, mas esqueceu de multiplicar pelo fator 3 da nova carga Q1, obtendo 4.10^-3/4.
Tratou a força como inversamente proporcional ao cubo da distância, usando (2d)^3 = 8d^3 e ignorando a variação da carga.
Combinou os fatores de carga e distância de forma aritmética incorreta, em vez de multiplicá-los na proporcionalidade da lei de Coulomb, chegando a 8.10^-4 N.
Raio-X da questão
força eletrostática, lei de Coulomb
diagnostico
carga elétrica e força
Estude a lei de Coulomb e como a força depende da carga e da distância.
Confundir a relação inversa do quadrado da distância com a força ou esquecer de multiplicar a carga pela constante dada.
pensamento_critico
cientifico
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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