Em uma cabine de pintura, uma gotícula carregada q = +2,0×10^-9 C é deslocada lentamente do ponto A (V_A =…
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 cabine de pintura, uma gotícula carregada q = +2,0×10^-9 C é deslocada lentamente do ponto A (V_A = +120 V) para o ponto B (V_B = -30 V). Qual é o trabalho realizado pela força elétrica nesse deslocamento? Use W = q(V_A - V_B).
- A) W = 3,0×10^-7 J (positivo).
- B) W = 3,0×10^-8 J (décimos errados)
- C) W = -3,0×10^-7 J (negativo)
- D) W = 2,0×10^-7 J (módulo errado)
- E) W = 0 J (sem trabalho)
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifiquei os dados do enunciado: q = +2,0×10^-9 C, V_A = +120 V e V_B = -30 V. Passo 2: Calculei a diferença de potencial entre A e B: V_A - V_B = 120 - (-30) = 120 + 30 = 150 V. Passo 3: Apliquei a fórmula W = q(V_A - V_B) = 2,0×10^-9 × 150 = 3,0×10^-7 J. Passo 4: Como o resultado é positivo, a força elétrica realiza trabalho a favor do deslocamento, o que é coerente com a carga positiva indo de um potencial maior (A) para um potencial menor (B). Logo, a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a B tem a potência de dez incorreta (10^-8 em vez de 10^-7); a C inverte o sinal do resultado, como se a ordem da subtração fosse V_B - V_A; a D usa uma diferença de potencial de 100 V, que não corresponde aos dados; a E supõe que o trabalho é nulo, o que só ocorreria se A e B tivessem o mesmo potencial, e não porque o deslocamento é lento.
💡 Dica: Calcule o trabalho usando a fórmula fornecida.
Alternativa por alternativa
Aplicando W = q(V_A - V_B): W = 2,0×10^-9 C × [120 - (-30)] V = 2,0×10^-9 × 150 = 3,0×10^-7 J. Sinal positivo indica que a força elétrica realiza trabalho sobre a carga.
O aluno calculou corretamente a diferença de potencial, mas errou a potência de dez ao multiplicar 2,0×10^-9 por 150, obtendo 3,0×10^-8 J.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção do trabalho, calculando um valor negativo ao invés de positivo, devido à interpretação errada do sinal da carga e da diferença de potencial.
O aluno inverteu a ordem da subtração, usando V_B - V_A = -150 V, e assim obteve um trabalho negativo. Ele não percebeu que a fórmula exige V_A - V_B.
O aluno errou a diferença de potencial, tratando-a como 100 V (provavelmente ao lidar mal com o sinal de -30 V na subtração), e por isso obteve 2,0×10^-7 J.
O aluno acredita que, por o deslocamento ser lento, a força elétrica não realiza trabalho. Ele confunde deslocamento lento com ausência de variação de energia e esquece que há diferença de potencial entre A e B.
Raio-X da questão
trabalho de força elétrica
avaliacao
trabalho de força elétrica · potencial elétrico
Revisar o conceito de trabalho em campos elétricos.
O aluno pode confundir a direção do trabalho, calculando um valor negativo ao invés de positivo, devido à interpretação errada do sinal da carga e da diferença de potencial.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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