PUC-RS 2023 — questão 34 de Física

Gabarito BEletrostática — carga de um corpo e eletrização por contatoConcurso Vestibular · Verão
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 34 de Física do PUC-RS 2023

Enunciado em texto

Uma pequena esfera metálica isolada, denominada A, possui 3×10113 \times 10^{11} prótons e 5×10115 \times 10^{11} elétrons. Essa esfera é colocada em contato com outra esfera isolada, denominada B, de mesmo material e dimensões, cuja carga elétrica é 32 nC. As esferas são separadas após atingir o equilíbrio eletrostático. Dados: carga elementar e=1,6×10−19e = 1{,}6 \times 10^{-19} C.

Analise as afirmativas a seguir:

I. A carga elétrica da esfera A antes do contato é -32 nC.

II. Durante o procedimento do contato, a esfera B transfere prótons para a esfera A.

III. A carga elétrica das esferas após o contato será nula.

Estão corretas as afirmativas

(A) I e II, apenas.

(B) I e III, apenas.

(C) II e III, apenas.

(D) I, II e III.

(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2023 (Verão) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: a carga de A, o que se move no contato e a carga final das esferas.

Passo 1 — a carga de A. Há 2×10112 \times 10^{11} elétrons a mais que prótons:

QA=−2×1011×1,6×10−19Q_A = -2 \times 10^{11} \times 1{,}6 \times 10^{-19}

QA=−3,2×10−8 C=−32 nCQ_A = -3{,}2 \times 10^{-8}\ \text{C} = -32\ \text{nC}

A afirmativa I é correta.

Passo 2 — quem se move. Num metal, os prótons estão presos nos núcleos dos átomos; quem se desloca são os elétrons livres. No contato, elétrons passam de A (que tem excesso) para B (que tem falta). A afirmativa II é errada.

Passo 3 — a carga final. As esferas são iguais, então dividem a carga total igualmente:

Q′=−32+322=0Q^{\prime} = \frac{-32 + 32}{2} = 0

A afirmativa III é correta.

⚠️ A armadilha: dizer que B, positiva, “manda carga positiva” (prótons) para A. A carga positiva de B é falta de elétrons; no contato, B recebe elétrons de A.

A ideia em uma frase: carga é (prótons − elétrons)·e; no contato entre metais só os elétrons se movem, e esferas iguais terminam com a média das cargas.

Resposta: alternativa B (I e III, apenas).

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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