UEM 2014 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 20 de Física

Gabarito 07Eletrostática — campo uniforme: intensidade, potenciais, trabalho e energia potencialVestibular de Inverno · Conhecimentos Específicos de Física (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 20 de Física do UEM 2014 (Inverno, Conhecimentos Específicos)

Enunciado em texto

Considere uma região do espaço onde existe vácuo e um campo elétrico uniforme. Nessa região, os pontos A, B e C formam uma linha reta paralela à direção do campo elétrico, e o potencial elétrico em A e B é de 1.200 V e 1.000 V, respectivamente. O ponto A está 0,2 m distante de B, enquanto o ponto C está 0,6 m distante de A e 0,4 m distante de B. Com base nessas informações, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.

(01) A intensidade do campo elétrico uniforme nessa região do espaço é de 1.000 V/m.

(02) O potencial elétrico no ponto C é de 600 V.

(04) A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e C é de 600 V.

(08) O trabalho realizado pela força elétrica associada ao campo elétrico uniforme, para levar uma carga elétrica de 1×10−61 \times 10^{-6} C de B até C, é de −2×10−4-2 \times 10^{-4} J.

(16) A energia potencial elétrica acumulada em uma carga elétrica de 1×10−61 \times 10^{-6} C, colocada sobre o ponto A, vale 2×10−62 \times 10^{-6} J.

(Enunciado: Vestibular UEM 2014 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: usar U=E dU = E\,d no campo uniforme para achar o campo, os potenciais e as energias.

Passo 1 — a ordem dos pontos. AB = 0,2 m, BC = 0,4 m e AC = 0,6 m = AB + BC: os pontos estão na ordem A, B, C, com B entre A e C.

Passo 2 — o campo:

E=VA−VBdAB=2000,2E = \frac{V_A - V_B}{d_{AB}} = \frac{200}{0{,}2}

E=1 000 V/mE = 1\,000\ \text{V/m}

O potencial cai no sentido de A para B, que é o sentido do campo; continuando até C, ele cai mais 1 000×0,4=4001\,000 \times 0{,}4 = 400 V.

(01) Verdadeira. E=1 000E = 1\,000 V/m.

(02) Verdadeira. VC=1 000−400=600V_C = 1\,000 - 400 = 600 V.

(04) Verdadeira. VA−VC=1 200−600=600V_A - V_C = 1\,200 - 600 = 600 V (ou E⋅dAC=1 000×0,6E \cdot d_{AC} = 1\,000 \times 0{,}6).

(08) Falsa.

τBC=q (VB−VC)\tau_{BC} = q\,(V_B - V_C)

τBC=10−6⋅400=4×10−4 J\tau_{BC} = 10^{-6} \cdot 400 = 4 \times 10^{-4}\ \text{J}

O trabalho é positivo (carga positiva indo a favor do campo) e vale 4×10−44 \times 10^{-4} J.

(16) Falsa.

Ep=q VA=10−6⋅1 200E_p = q\,V_A = 10^{-6} \cdot 1\,200

Ep=1,2×10−3 JE_p = 1{,}2 \times 10^{-3}\ \text{J}

⚠️ A armadilha: no passo 1, supor que C fica do outro lado de A. As distâncias dadas só fecham com B entre A e C.

A ideia em uma frase: no campo uniforme, U = E·d; o potencial cai no sentido do campo, e o trabalho da força elétrica é q(V_inicial − V_final).

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

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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