UEL 2011 — questão 57 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: qual propriedade da força elétrica entre cargas de mesmo sinal está correta. Tudo sai da lei de Coulomb.

Passo 1 — a lei de Coulomb. Entre duas cargas puntiformes $q_1$ e $q_2$ separadas pela distância $d$:

$$F = \frac{k\,|q_1|\,|q_2|}{d^2}$$

Passo 2 — ler a fórmula. A força é diretamente proporcional à carga de cada corpo (dobrou uma das cargas, dobra a força) e inversamente proporcional ao quadrado da distância. É o que diz a alternativa E.

Por que não as outras:

• (A) Entre corpos eletricamente neutros não há força de Coulomb: carga total zero dá força zero. Não existe essa “atração entre neutros” para comparar.

• (B) A força depende do módulo das cargas: $(+Q)(+Q)$ e $(-Q)(-Q)$ dão o mesmo $Q^2$. A repulsão é igual nos dois casos.

• (C) Com a distância pela metade, o $d^2$ fica 4 vezes menor:

$$F' = \frac{k\,Q^2}{(d/2)^2} = \frac{4\,k\,Q^2}{d^2}$$

$$F' = 4F$$

A força fica quatro vezes maior, não duas.

• (D) É o contrário: a força diminui com o quadrado da distância.

Um comentário sobre o enunciado: a explicação dada para a hidrofobicidade é uma simplificação. Na Química, um material é hidrofóbico porque suas moléculas são pouco polares e não interagem bem com a água (não fazem ligações de hidrogênio com ela). Mas a pergunta só cobra a lei de Coulomb.

⚠️ A armadilha: a (C). Quem esquece o quadrado da distância acha que metade da distância dobra a força. Dobra duas vezes: 2 × 2 = 4.

A ideia em uma frase: pela lei de Coulomb, a força é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

Resposta: alternativa E (proporcional à carga).