Uma partícula com carga q = +2,0×10^-6 C desloca-se 0,20 m ao longo da direção de um campo elétrico uniforme E…
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
Uma partícula com carga q = +2,0×10^-6 C desloca-se 0,20 m ao longo da direção de um campo elétrico uniforme E = 1,5×10^4 N/C (mesma direção do deslocamento). Calcule o trabalho W realizado pela força elétrica (em J). Use W = q·E·d.
- A) W = q·E/d = 2,0×10^-6·1,5×10^4·0,10 = 3,0×10^-3 J
- B) W = q·E·d = -2,0×10^-6·1,5×10^4·0,20 = -6,0×10^-3 J
- C) W = q·E·d = 2,0×10^-6·1,5×10^4·0,20 = 6,0×10^-3 J (positivo).
- D) W = q²·E·d = (2,0×10^-6)²·1,5×10^4·0,20 = 4,0×10^-12 J
- E) W = q·d = 2,0×10^-6·0,20 = 4,0×10^-7 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. q = +2,0×10^-6 C, E = 1,5×10^4 N/C, d = 0,20 m, com o deslocamento na mesma direção do campo elétrico. Passo 2: Aplicar a fórmula W = q·E·d. Como a carga é positiva, a força elétrica tem o mesmo sentido do campo, portanto a mesma direção e sentido do deslocamento, e o ângulo entre força e deslocamento é zero (cos 0 = 1). Passo 3: Calcular. W = 2,0×10^-6 × 1,5×10^4 × 0,20. Multiplicando os valores numéricos: 2,0 × 1,5 × 0,20 = 0,60. Multiplicando as potências de dez: 10^-6 × 10^4 = 10^-2. Logo W = 0,60 × 10^-2 = 6,0×10^-3 J. Passo 4: Conclusão. O trabalho é positivo, pois a força e o deslocamento têm o mesmo sentido. A alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A usa divisão por d em vez de multiplicação e ainda troca 0,20 por 0,10, o que não corresponde à fórmula dada. B inverte o sinal sem justificativa, já que a carga é positiva e o deslocamento acompanha o campo. D eleva a carga ao quadrado, operação que não faz parte da fórmula do trabalho. E omite o campo elétrico e multiplica apenas q por d, o que não tem sentido físico para o trabalho da força elétrica.
💡 Dica: Aplique a fórmula W = q·E·d para encontrar o trabalho.
Alternativa por alternativa
O aluno divide q·E por d em vez de multiplicar, e ainda usa 0,10 como distância, valor que não aparece no enunciado.
Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho em campo elétrico, utilizando a divisão em vez da multiplicação.
O aluno acredita que o trabalho é negativo porque atribui sinal negativo à carga ou à força, mesmo com carga positiva e deslocamento no sentido do campo.
Força elétrica F = qE; trabalho W = F·d = qE d. Substituindo q, E e d obtém-se 6,0×10^-3 J; positivo pois deslocamento é na direção do campo.
O aluno eleva a carga ao quadrado, misturando a fórmula do trabalho com a da força de Coulomb ou com expressões de energia.
O aluno esquece que o trabalho depende do campo elétrico e calcula apenas o produto da carga pela distância, o que não tem significado físico nesse contexto.
Raio-X da questão
trabalho em campo elétrico
avaliacao
trabalho em campo elétrico · força elétrica
Revisar a fórmula do trabalho realizado por uma força elétrica.
Confundir a fórmula do trabalho em campo elétrico, utilizando a divisão em vez da multiplicação.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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