A ilustração ao lado refere-se a um esquema simplificado de parte de uma válvula termiônica, também conhecida…
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
A ilustração ao lado refere-se a um esquema simplificado de parte de uma válvula termiônica, também conhecida por diodo retificador. O filamento A é aquecido por efeito Joule e, devido ao potencial elétrico do filamento B, distante de A, 3,00 mm, elétrons se deslocam, a partir do repouso, de A para B, com aceleração praticamente constante. Se a d.d.p. V_B – V_A mede 300 V, os referidos elétrons estarão sujeitos a uma força de intensidade Dado: Carga do elétron = – 1,6 . 10?¹? C os referidos elétrons estarão sujeitos a uma força de intensidade (Mackenzie 2014)
- A) 1,6 . 10⁻¹⁷ N
- B) 1,6 . 10⁻¹⁴ N
- C) 3,0 . 10⁻¹⁴ N
- D) 3,0 . 10⁻¹¹ N
- E) 4,8 . 10⁻¹¹ N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A distância entre os filamentos é d = 3,00 mm = 3,00 x 10^-3 m, a d.d.p. é V = 300 V e a carga do elétron tem módulo |q| = 1,6 x 10^-19 C.
- Calcule o campo elétrico uniforme entre as placas (a aceleração praticamente constante indica campo uniforme). Use E = V/d = 300 / (3,00 x 10^-3) = 1,0 x 10^5 V/m.
- Calcule a força elétrica sobre o elétron com F = |q| . E = 1,6 x 10^-19 . 1,0 x 10^5 = 1,6 x 10^-14 N.
- Confira a resposta. A força é elétrica e não depende da massa do elétron nem do tempo de percurso, então a informação sobre o repouso serve apenas para indicar o sentido do movimento. A alternativa correta é a B.
- Por que as outras estão erradas:
- A) Está com a ordem de grandeza errada, pois resulta de tratar 3,00 mm como 3,00 m.
- C) Tem o valor da mantissa e o expoente incorretos, pois a conversão de unidades ou a potência de dez não foram tratadas corretamente.
- D) Erra a potência de dez, pois o resultado fica três ordens de grandeza acima do valor correto.
- E) Usa o produto q . V, que é uma energia em joules, e não a força, além de cometer erro de potência de dez.
💡 Dica: Calcule a força usando a carga do elétron e a diferença de potencial.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente converteu 3,00 mm para 3,00 m, obtendo E = 100 V/m, e depois calculou F = 1,6 x 10^-19 . 100 = 1,6 x 10^-17 N. O erro está na conversão de unidades.
CORRETA. A força elétrica é dada por F = q·E, onde E = U/d = 300/0,003 = 1,0·10^5 V/m. F = 1,6·10⁻¹⁹·1,0·10^5 = 1,6·10⁻¹⁴ N.
O aluno errou a potência de dez ao calcular o campo ou a força, ou combinou os valores numéricos de forma incorreta, sem seguir o método F = |q| . V/d com as unidades no SI.
O aluno calculou corretamente a ordem de grandeza do campo, mas errou a potência de dez no produto final com a carga do elétron, obtendo três ordens de grandeza a mais.
O aluno multiplicou a carga pela d.d.p. (q . V = 4,8 x 10^-17), que é uma energia, em vez de usar o campo elétrico para obter a força, e ainda cometeu erro de potência de dez.
Raio-X da questão
força elétrica sobre elétron
avaliacao
carga elétrica do elétron · campo elétrico e força
estude a relação entre força elétrica, carga e campo elétrico
Confundir a carga do elétron com valor positivo ou esquecer de usar a diferença de potencial para calcular a força.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog