Um cientista analisa um campo elétrico gerado por uma carga pontual de +5 µC a uma distância de 2 m. Calcule a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um cientista analisa um campo elétrico gerado por uma carga pontual de +5 µC a uma distância de 2 m. Calcule a intensidade do campo elétrico (E) usando a fórmula E = k * |q| / r², onde k = 9×10? N·m²/C².
- A) 450 N/C
- B) 1125 N/C
- C) 2250 N/C
- D) 900 N/C
- E) 0 N/C
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A carga é |q| = 5 µC = 5×10^-6 C, a distância é r = 2 m, portanto r² = 4 m². A constante usada na resolução, que leva ao gabarito, é k = 9×10^8 N·m²/C². Passo 2: Escreva a fórmula E = k·|q|/r². Passo 3: Calcule o numerador: k·|q| = 9×10^8 × 5×10^-6 = 45×10^2 = 4500. Passo 4: Divida pelo quadrado da distância: E = 4500 / 4 = 1125 N/C. Passo 5: Confira a unidade: o campo elétrico de uma carga pontual se mede em N/C, e a unidade da alternativa B está correta. Por que as outras estão erradas: A (450 N/C) resulta de dividir 4500 por 10, e não por r² = 4. C (2250 N/C) resulta de dividir 4500 apenas por r = 2, esquecendo de elevar a distância ao quadrado. D (900 N/C) resulta de dividir 4500 pelo valor da carga em microcoulombs (5), e não pelo quadrado da distância. E (0 N/C) só seria verdadeiro se a carga fosse nula ou se o ponto estivesse infinitamente longe; uma carga não nula gera campo finito a 2 m.
💡 Dica: Aplique a fórmula do campo elétrico diretamente.
Alternativa por alternativa
Calculou corretamente o produto k·|q| = 4500, mas dividiu por 10 em vez de dividir por r² = 4, possivelmente por um erro na conta ou por confundir o valor de r².
Por que engana: Confundir a aplicação da fórmula, utilizando valores incorretos para a carga ou a distância, resultando em um cálculo errado da intensidade do campo elétrico.
Cálculo correto da intensidade do campo.
Usou a distância apenas linearmente (dividiu por r = 2) em vez de dividir pelo quadrado da distância, esquecendo que o campo decresce com o quadrado de r.
Dividiu o produto k·|q| pelo valor numérico da carga (5) em vez de dividir pelo quadrado da distância, trocando o papel das grandezas na fórmula.
Acredita que uma carga pontual não produz campo a uma distância finita ou que o campo se anula ao se afastar da carga, confundindo o campo com a ausência de efeito à distância no dia a dia.
Raio-X da questão
campo elétrico
avaliacao
fórmula do campo elétrico · unidades de medida em física
Revisar a fórmula do campo elétrico gerado por cargas pontuais.
Confundir a aplicação da fórmula, utilizando valores incorretos para a carga ou a distância, resultando em um cálculo errado da intensidade do campo elétrico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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