FAMECA 2015 — questão 42 de Física

Gabarito CEletrostática — lei de Coulomb e pêndulos elétricosMedicina · 1º dia · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 42 de Física do FAMECA 2015

Enunciado em texto

As esferas mostradas na figura estão no vácuo e têm dimensões desprezíveis quando comparadas com a distância de 30 cm entre elas.

[Figura: duas esferas penduradas por fios presos no mesmo ponto de um suporte horizontal; os fios se abrem em V e as esferas ficam afastadas uma da outra, a 30 cm de distância.]

Sabe-se que a intensidade da força eletrostática entre as esferas vale 3,6 N e que elas estão eletrizadas com cargas iguais, em módulo. Considerando a constante eletrostática do vácuo k=9,0×109 N⋅m2/C2k = 9{,}0 \times 10^{9}\ \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2, é correto afirmar que o valor das cargas elétricas das esferas, em coulombs, é

(A) 36×10−336 \times 10^{-3}, de mesmo sinal.

(B) 6,0×10−66{,}0 \times 10^{-6}, de sinais opostos.

(C) 6,0×10−66{,}0 \times 10^{-6}, de mesmo sinal.

(D) 36×10−1236 \times 10^{-12}, de mesmo sinal.

(E) 36×10−1236 \times 10^{-12}, de sinais opostos.

(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2015, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: o valor de cada carga e se os sinais são iguais ou opostos.

Passo 1 — o sinal, pela figura. Os fios se abrem e as esferas se afastam uma da outra: há repulsão. Repulsão acontece entre cargas de mesmo sinal.

Passo 2 — a lei de Coulomb. Com cargas de mesmo módulo q e d = 30 cm = 0,30 m:

F=k q2d2⇒q2=F d2kF = \frac{k\,q^2}{d^2} \Rightarrow q^2 = \frac{F\,d^2}{k}

q2=3,6×0,099,0×109q^2 = \frac{3{,}6 \times 0{,}09}{9{,}0 \times 10^{9}}

q2=3,6×10−11=36×10−12q^2 = 3{,}6 \times 10^{-11} = 36 \times 10^{-12}

q=6,0×10−6 Cq = 6{,}0 \times 10^{-6}\ \text{C}

⚠️ A armadilha: parar em q2=36×10−12q^2 = 36 \times 10^{-12} e esquecer a raiz quadrada: dá as alternativas D ou E. Outra é deixar a distância em centímetros.

A ideia em uma frase: esferas que se afastam se repelem (mesmo sinal); a lei de Coulomb dá q², e a carga é a raiz.

Resposta: alternativa C (6,0×10−66{,}0 \times 10^{-6} C, de mesmo sinal).

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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