Em uma linha de montagem, uma pequena peça carregada q = -2,5×10^-6 C é deslocada pelo campo elétrico do ponto…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma linha de montagem, uma pequena peça carregada q = -2,5×10^-6 C é deslocada pelo campo elétrico do ponto A (V_A = 1500 V) para o ponto B (V_B = 500 V). Qual o trabalho W realizado pela força elétrica nesse deslocamento? Use W = q·(V_A - V_B). (W em joules, V em volts, q em coulombs.)
- A) W = 2,5×10^-3 J
- B) W = 0 J
- C) W = -2,5×10^-3 J
- D) W = 2,5 J
- E) W = -1,0×10^-3 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A carga é q = -2,5×10^-6 C, V_A = 1500 V e V_B = 500 V. Como a fórmula dada é W = q·(V_A - V_B), o trabalho depende da diferença de potencial entre A e B. Passo 2: Calcule a diferença de potencial: V_A - V_B = 1500 - 500 = 1000 V. Passo 3: Substitua na fórmula: W = (-2,5×10^-6)·(1000) = -2,5×10^-3 J. Passo 4: Interprete o sinal. O trabalho é negativo porque a carga é negativa e se desloca de um potencial maior (A) para um menor (B). Isso significa que a força elétrica realiza trabalho contra o deslocamento, ou seja, a força elétrica atua no sentido oposto ao movimento. Passo 5: Conclusão. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) ignora o sinal negativo da carga; B) só daria zero se V_A fosse igual a V_B, o que não ocorre; D) está fora da ordem de grandeza, pois erra a potência de dez da carga; E) corresponderia a uma diferença de 400 V, que não é a diferença entre 1500 V e 500 V.
💡 Dica: Calcule o trabalho usando a fórmula fornecida.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente o módulo, 2,5×10^-6 × 1000 = 2,5×10^-3, mas esquece que a carga é negativa e assim perde o sinal do trabalho.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula e calcular o trabalho como positivo, não considerando o sinal da carga.
O aluno acredita que, por a força elétrica ser conservativa, o trabalho entre dois pontos é sempre nulo, confundindo esse caso com o de um deslocamento sobre a mesma superfície equipotencial.
W = q·(V_A - V_B) = -2,5×10^-6 C·(1500-500)V = -2,5×10^-6·1000 = -2,5×10^-3 J. Sinal negativo indica trabalho realizado contra o deslocamento do campo.
O aluno erra a potência de dez da carga ao multiplicar por 10^6 em vez de 10^-6, obtendo 2,5 J, uma ordem de grandeza completamente diferente do valor correto.
O aluno faz a subtração de potenciais de forma errada, obtendo uma diferença de 400 V (por exemplo, 900 - 500), e depois multiplica por -2,5×10^-6, chegando a -1,0×10^-3 J.
Raio-X da questão
trabalho em campo elétrico
avaliacao
trabalho em campo elétrico · potencial elétrico
Revisar a relação entre trabalho e potencial elétrico em campos elétricos.
O aluno pode confundir a fórmula e calcular o trabalho como positivo, não considerando o sinal da carga.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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