EEAR 2020 (CFS 1) — questão 93 de Física

Gabarito CEletrostática — força elétrica resultante (lei de Coulomb)Exame de Admissão ao CFS 1/2020 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 93 de Física do EEAR 2020 (CFS 1)

Enunciado em texto

Três cargas elétricas puntiformes estão no vácuo e dispostas nos vértices de um triângulo retângulo conforme a figura a seguir.

Em função dos valores de distâncias e cargas indicados na figura, assinale a alternativa que indica a intensidade da força eletrostática resultante, em newtons, na carga negativa.

Utilize a constante eletrostática no vácuo k0=9×109 N⋅m2/C2k_0 = 9 \times 10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2

[Figura: triângulo retângulo com o ângulo reto no vértice de cima, à esquerda, onde está a carga −3 μC-3\ \mu\text{C}. A 30cm à direita dela, no outro vértice de cima, está a carga +4 μC+4\ \mu\text{C}; a 30cm abaixo dela, no vértice de baixo, está a carga +3 μC+3\ \mu\text{C}.]

a) 0,9

b) 1,2

c) 1,5

d) 2,1

(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2020 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: a força resultante sobre a carga de −3 μ-3\ \muC.

Passo 1 — a força da carga de +4 μC (a 0,30 m, atração, horizontal):

F1=9×109×3×10−6×4×10−60,302F_1 = \frac{9 \times 10^9 \times 3 \times 10^{-6} \times 4 \times 10^{-6}}{0{,}30^2}

F1=0,1080,09=1,2 NF_1 = \frac{0{,}108}{0{,}09} = 1{,}2\ \text{N}

Passo 2 — a força da carga de +3 μC (a 0,30 m, atração, vertical):

F2=9×109×3×10−6×3×10−60,302F_2 = \frac{9 \times 10^9 \times 3 \times 10^{-6} \times 3 \times 10^{-6}}{0{,}30^2}

F2=0,0810,09=0,9 NF_2 = \frac{0{,}081}{0{,}09} = 0{,}9\ \text{N}

Passo 3 — a resultante. As duas forças são perpendiculares (os lados do ângulo reto), então somam por Pitágoras:

FR=1,22+0,92=2,25=1,5 NF_R = \sqrt{1{,}2^2 + 0{,}9^2} = \sqrt{2{,}25} = 1{,}5\ \text{N}

⚠️ A armadilha: somar as intensidades como números: 1,2 + 0,9 = 2,1 N, a alternativa D. Força é vetor; forças perpendiculares somam por Pitágoras.

A ideia em uma frase: calcule cada força por Coulomb e some como vetores: perpendiculares, a resultante sai por Pitágoras.

Resposta: alternativa C (1,5 N).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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