UEM 2019 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 35 de Física

Enunciado em texto
A interação eletrostática entre duas partículas carregadas (1 e 2) no vácuo pode se escrita como
em que é a força da partícula 1 sobre a partícula 2, é uma constante positiva (constante eletrostática), é a distância entre as duas partículas, e são as cargas das partículas 1 e 2, respectivamente, e é um vetor unitário (módulo igual a 1) cuja direção corresponde à de uma reta que passa pelas duas partículas e cujo sentido vai da partícula 1 para a 2. Sobre a força eletrostática definida pela equação acima, assinale o que for correto.
(01) Esse resultado exprime a lei de Ampère para correntes estacionárias.
(02) Visto que a constante é positiva, a força de interação é atrativa para cargas de mesmo sinal e repulsiva para cargas de sinais opostos.
(04) No Sistema Internacional de Unidades (SI), a constante pode ser expressa em .
(08) No Sistema Internacional de Unidades (SI), o módulo da força eletrostática entre duas cargas idênticas à distância de 1m é igual a N, independentemente do valor das cargas.
(16) Se é a força da partícula 2 sobre a partícula 1, então .
(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (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: interpretar a lei de Coulomb escrita com o vetor unitário.
(01) Falsa. É a lei de Coulomb, da eletrostática (cargas em repouso). A lei de Ampère trata do campo magnético criado por correntes.
(02) Falsa. Está invertido. Com cargas de mesmo sinal, : a força sobre 2 tem o sentido de , de 1 para 2, ou seja, empurra 2 para longe de 1: repulsão. Com sinais opostos, , e a força aponta de 2 para 1: atração.
(04) Verdadeira. Isolando :
(08) Falsa. Com m e cargas iguais a , : depende do valor das cargas. Só daria newtons se C.
(16) Verdadeira. Trocando os papéis, o vetor unitário passa a ir de 2 para 1: , com o mesmo . Então , como manda a terceira lei.
⚠️ A armadilha: na (02), associar “constante positiva” com “atração”. O sinal que decide é o do produto , e o vetor aponta para fora da partícula 1.
A ideia em uma frase: na lei de Coulomb vetorial, q₁q₂ > 0 dá força no sentido de afastar (repulsão), e as forças mútuas são opostas.
Resposta: soma 20 (04 + 16).
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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