Durante uma experiência em laboratório, um estudante conecta duas esferas condutoras de cobre. A esfera A…

Questão

Durante uma experiência em laboratório, um estudante conecta duas esferas condutoras de cobre. A esfera A possui uma carga de +5 µC e a esfera B, uma carga de -3 µC. Qual é a força elétrica entre as esferas? Utilize a Lei de Coulomb: F = k * |q1 * q2| / r², com k = 9×10? N·m²/C² e r = 0,1 m.

1. A) 0,67 N
2. B) 13,5 N
3. C) 2,25 N
4. D) 3,00 N
5. E) 4,50 N

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. As cargas são q1 = +5 µC e q2 = -3 µC, e a distância é r = 0,1 m. Como a Lei de Coulomb usa o módulo, o sinal das cargas não altera o valor da força, então |q1 * q2| = |5 µC * (-3 µC)| = 15 µC². Em unidades do SI, 15 µC² = 15 x 10^-12 C².
2. Calcule o numerador. Multiplique a constante k = 9 x 10^9 N·m²/C² pelo produto das cargas: 9 x 10^9 * 15 x 10^-12 = 135 x 10^-3 = 0,135 N·m².
3. Calcule o denominador. Como r = 0,1 m, o quadrado é r² = 0,01 m².
4. Divida. F = 0,135 / 0,01 = 13,5 N. Essa é a força elétrica entre as esferas, com intensidade de 13,5 N, o que corresponde à alternativa B.
5. Por que as outras estão erradas:
6. A) 0,67 N é muito pequena para o produto de cargas e a distância usados, indicando erro de potência de 10 ou de divisão.
7. C) 2,25 N não corresponde ao produto 15 µC², que dá 13,5 N quando dividido por 0,01 m².
8. D) 3,00 N não resulta de nenhuma operação correta com as cargas dadas e com r².
9. E) 4,50 N também não corresponde ao cálculo de |q1 * q2| / r² com os valores informados.
10. Conclusão. A força é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância; por isso, uma distância pequena como 0,1 m gera uma força grande.

💡 Dica: Aplique a Lei de Coulomb para calcular a força elétrica.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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