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Em um laboratório de eletrônica, uma equipe mediu a carga elétrica armazenada por um capacitor para diferentes…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT301

Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em um laboratório de eletrônica, uma equipe mediu a carga elétrica armazenada por um capacitor para diferentes tensões aplicadas. Os resultados foram registrados na tabela. | Tensão (V) | Carga (microC) |---|---:| | 2 | 8 | | 4 | 16 | | 6 | 24 | Com base nos dados da tabela, qual é a energia armazenada no capacitor quando submetido à tensão de 6 V?

A) 32 microJ
B) 144 microJ
C) 108 microJ
D) 48 microJ
E) 72 microJ

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique a relação entre carga e tensão na tabela. Em todas as linhas, a carga é 4 vezes a tensão (8/2, 16/4 e 24/6 dão sempre 4), então a capacitância é constante: C = Q/V = 8 microC / 2 V = 4 microF. Passo 2: Calcule a energia armazenada com 6 V. Usando E = C·V²/2, temos E = 4 microF · 6² / 2 = 4 · 36 / 2 = 72 microJ. Passo 3: Confira pela outra fórmula, E = Q²/(2C). Com Q = 24 microC e C = 4 microF, E = 576 / 8 = 72 microJ, o mesmo resultado. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a A (32 microJ) corresponde a usar uma tensão de 4 V em vez de 6 V; a B (144 microJ) esquece o fator 1/2 da fórmula; a C (108 microJ) mistura valores de linhas diferentes da tabela ao calcular a capacitância; a D (48 microJ) usa a carga da primeira linha (8 microC) com a tensão de 6 V.

💡 Dica: Use E = QV/2, com a carga correspondente a 6 V.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

Provavelmente usou a tensão de 4 V, da segunda linha da tabela, em vez de 6 V, na fórmula E = C·V²/2, obtendo 4·16/2 = 32.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Aplicou corretamente C = 4 microF e V = 6 V, mas esqueceu o fator 1/2 da fórmula da energia, calculando C·V² = 4·36 = 144.

Por que engana: Usar E = QV sem o fator 1/2, obtendo 144 microJ.

C Erradaerro: Procedimental

Calculou a capacitância misturando linhas da tabela, dividindo a carga de 24 microC (6 V) pela tensão de 4 V, o que daria C = 6 microF; então aplicou E = 6·36/2 = 108.

D Erradaerro: Interpretação

Leu a carga errada na tabela e usou 8 microC (primeira linha, 2 V) junto com a tensão de 6 V, calculando 8·6 = 48 como se fosse a energia.

E Correta

A razão entre carga e tensão é constante: C = Q/V = 24 microC/6 V = 4 microF. A energia armazenada é E = 1/2 CV^2 = 1/2 × 4 microF × (6 V)^2 = 72 microJ.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom aplicar

Leitura Baixo

Discriminação Baixo

Peso pedagógico Baixo a mo

Autonomia do enunciado Autossuficiente; tab

Cobertura da habilidade Exige rela

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ Aplicação direta de 🧩 Questão básica de ap

🎯 Conceito central

Energia armazenada em capacitor: E = QV/2.

📌 Objetivo

Calcular a energia a

🧱 Pré-requisitos

Relação entre carga, capacitância e tensão. · Conversão e uso de unidades micro.

📚 Reveja

Energia potencial elétrica em capacitores.

⚠️ Erro mais comum

Usar E = QV sem o fator 1/2, obtendo 144 microJ.

🏫 Contexto

Medições de carga e

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