UEM 2010 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 19 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: calcular força, potenciais e trabalho com $k = 9 \times 10^9$ N·m²/C² (vácuo), $d_A = 0{,}03$ m e $d_B = 0{,}06$ m.

(01) Verdadeira.

$$F = \frac{k\,Q\,q}{d^2}$$

$$F = \frac{9 \times 10^9 \times 10 \times 10^{-12}}{9 \times 10^{-4}}$$

$$F = \frac{9 \times 10^{-2}}{9 \times 10^{-4}}$$

$$F = 100\ \text{N}$$

(02) Verdadeira.

$$V_A = \frac{9 \times 10^9 \times 5 \times 10^{-6}}{0{,}03}$$

$$V_A = 15 \times 10^5\ \text{V}$$

(04) Verdadeira. B está ao dobro da distância: $V_B = V_A/2 = 7{,}5 \times 10^5$ V.

$$V_B - V_A = -7{,}5 \times 10^5\ \text{V}$$

(08) Falsa.

$$W_{AB} = q\,(V_A - V_B)$$

$$W_{AB} = 2 \times 10^{-6} \times 7{,}5 \times 10^5$$

$$W_{AB} = 1{,}5\ \text{J}$$

O trabalho é positivo (a carga, repelida, se afasta espontaneamente) e vale 1,5 J, não −20 J.

(16) Falsa. A energia potencial diminui exatamente o que a força elétrica realizou de trabalho: $\Delta E_p = -W_{AB} = -1{,}5$ J, não zero.

⚠️ A armadilha: na (08), errar o sinal. Duas cargas positivas se repelem; deixada livre, q se afasta de Q, e a força elétrica, no sentido do movimento, realiza trabalho positivo.

A ideia em uma frase: o trabalho da força elétrica é a carga vezes a diferença de potencial entre a partida e a chegada, e a energia potencial diminui o mesmo tanto.

Resposta: soma 07 (01 + 02 + 04).