Uma esfera metálica A, eletrizada com carga elétrica igual a –20,0 µC, é colocada em contato com outra esfera…
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 esfera metálica A, eletrizada com carga elétrica igual a –20,0 µC, é colocada em contato com outra esfera idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida, encosta-se a esfera B em outra C, também idêntica eletrizada com carga elétrica igual a 50,0 µC. Após esse procedimento, as esferas B e C são separadas. A carga elétrica armazenada na esfera B, no final desse processo, é igual a (Mackenzie 2015)
- A) 20,0 μC
- B) 30,0 μC
- C) 40,0 μC
- D) 50,0 μC
- E) 60,0 μC
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique as cargas iniciais. A esfera A tem -20,0 µC, a esfera B está neutra (0 µC) e a esfera C tem +50,0 µC.
- No primeiro contato, A e B são esferas idênticas. Após o contato, a carga total (-20,0 µC) se divide igualmente entre as duas: A fica com -10,0 µC e B fica com -10,0 µC.
- No segundo contato, B (-10,0 µC) encosta em C (+50,0 µC). A carga total é -10,0 + 50,0 = +40,0 µC.
- Como B e C são idênticas, essa carga total se divide igualmente: B fica com +20,0 µC e C também fica com +20,0 µC.
- Portanto, a carga final de B é +20,0 µC, que corresponde à alternativa A, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (30,0 µC) ignora a divisão da carga no contato; C (40,0 µC) é a carga total do segundo contato antes da divisão; D (50,0 µC) supõe que B recebe toda a carga de C sem nenhuma redistribuição; E (60,0 µC) soma os módulos -10 e +50 e ignora o sinal negativo da carga de B.
💡 Dica: Calcule a carga final usando a conservação da carga e divisão entre esferas idênticas.
Alternativa por alternativa
CORRETA. Após o primeiro contato, B fica com -10,0 μC. No segundo contato com C (50,0 μC), a carga total (-10,0 + 50,0 = 40,0 μC) se divide igualmente, ficando 20,0 μC em B.
O aluno soma as cargas -20,0 e +50,0 e obtém 30,0 µC, sem dividir a carga entre as esferas idênticas no contato, e assim considera que B fica com toda a carga resultante.
O aluno calcula corretamente a soma -10,0 + 50,0 = 40,0 µC, mas esquece que após o contato entre esferas idênticas a carga se divide igualmente, atribuindo a B o total.
O aluno acredita que a esfera B simplesmente assume a carga de C, como se a carga de C fosse transferida inteira sem considerar a carga que B já possuía e a redistribuição entre as duas esferas.
O aluno soma os valores absolutos -10,0 e +50,0 (obtendo 60,0 µC), desconsiderando o sinal negativo da carga que B recebeu no primeiro contato.
Raio-X da questão
conservação da carga elétrica
diagnostico
carga elétrica e condutores
estude a conservação da carga e divisão de cargas entre condutores idênticos
O aluno pode esquecer que a carga se distribui igualmente entre esferas idênticas ou confundir sinais das cargas.
pensamento_critico
cientifico
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