UNESP 2026 — questão 81 de Física

Gabarito CEletrostática — campo elétrico uniforme e força sobre um íon1ª fase · Conhecimentos Gerais · Versão 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 81 de Física do UNESP 2026

Enunciado em texto

O uso de janelas eletrocrômicas em edifícios é considerado uma das mais promissoras formas de economia de energia em ambientes fechados. Nessas janelas, a intensidade da luz do Sol que é transmitida para o interior das edificações pode ser controlada, permitindo o ajuste da luminosidade e da temperatura nos ambientes internos. O eletrocromismo consiste na mudança das propriedades ópticas de determinado material por meio da aplicação de um estímulo elétrico externo sobre ele.

(https://www.explainthatstuff.com. Adaptado.)

Considere que, quando uma tensão constante de 4 V é aplicada entre as faces de uma janela eletrocrômica, estabelece-se um campo elétrico uniforme no meio que separa essas faces, e que íons de lítio, cada um com uma carga positiva de 1,6 × 10⁻¹⁹ C, migram através desse meio, movendo-se de um eletrodo mais próximo da face interna para outro mais próximo da face externa da janela. Esse movimento dos íons altera a coloração do meio existente entre os eletrodos, aumentando a opacidade da janela. Sendo d = 5 mm a distância entre os eletrodos, a intensidade da força elétrica que atua sobre cada íon de lítio quando eles se movem nessa janela é de

A 2,56 × 10⁻¹⁶ N.

B 6,40 × 10⁻¹⁹ N.

C 1,28 × 10⁻¹⁶ N.

D 4,00 × 10² N.

E 8,00 × 10² N.

(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2026, 1ª fase — Unesp/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual Paulista (Unesp) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a força elétrica sobre cada íon de lítio dentro da janela eletrocrômica.

Passo 1 — o campo entre as faces. O enunciado diz campo uniforme, que é o caso de duas placas paralelas. Aí vale a relação direta entre tensão e campo:

E=UdE = \frac{U}{d}

Passo 2 — converta a distância. d=5 mm=5×10−3 md = 5\ \text{mm} = 5\times10^{-3}\ \text{m}. Esta conversão é metade das respostas erradas da questão.

E=45×10−3=800 V/mE = \frac{4}{5\times10^{-3}} = 800\ \text{V/m}

Passo 3 — a força sobre a carga.

F=qE=1,6×10−19×800=1,28×10−16 NF = qE = 1{,}6\times10^{-19} \times 800 = \mathbf{1{,}28\times10^{-16}\ \text{N}}

Confira as alternativas erradas — cada uma é um erro específico:

• B (6,40×10−196{,}40\times10^{-19}) é q×Uq \times U — multiplicou pela tensão em vez do campo. Isso não é força, é energia (em joules).

• D e E (4×1024\times10^{2} e 8×1028\times10^{2}) são o campo elétrico, não a força — esqueceram de multiplicar pela carga. Repare que 800800 é justamente o valor de EE.

• A (2,56×10−162{,}56\times10^{-16}) é o dobro: usou d=2,5 mmd = 2{,}5\ \text{mm} ou dobrou a carga.

Ordem de grandeza: 10−16 N10^{-16}\ \text{N} parece ridículo, e é — mas a massa de um íon de lítio é da ordem de 10−26 kg10^{-26}\ \text{kg}. A aceleração daria ∼1010 m/s2\sim10^{10}\ \text{m/s}^2. No mundo atômico, força minúscula não significa efeito minúsculo.

Por que a janela escurece: os íons migrando mudam o estado de oxidação do material entre os eletrodos, e com isso muda o que ele absorve da luz. Inverta a tensão e eles voltam — a janela clareia. É uma janela com "botão de persiana", sem persiana.

Resposta: alternativa C (1,28 × 10⁻¹⁶ N).

Resolução em vídeo

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