UNIOESTE 2014 — questão 20 de Física

Enunciado em texto
A figura abaixo representa uma carga pontual positiva Q, igual a 16 nC, e os pontos A, B, C, D e E. A distância 'd' é igual a 20 cm e a constante eletrostática do meio é igual a . Considerando o potencial igual a zero no infinito, assinale a alternativa CORRETA.
[Figura: numa reta horizontal, da esquerda para a direita, os pontos A, Q, B, D e E, com distância d entre pontos vizinhos (A a d à esquerda de Q; B, D e E a d, 2d e 3d à direita de Q). O ponto C está a d acima de Q, na vertical.]
(A) O potencial elétrico no ponto A é igual a – 0,72 kV.
(B) A diferença de potencial entre os pontos B e D é igual a + 0,72 kV.
(C) O campo elétrico no ponto A possui intensidade igual a apontando para Q.
(D) O campo elétrico no ponto D possui intensidade igual a apontando para E.
(E) O trabalho realizado pela força elétrica, quando uma carga pontual de 1,0 nC é transportada de B para D passando por C, é igual a 0,72 μJ.
(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2014 — Unioeste.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).
Resolução comentada
O que a questão pede: potenciais e campos da carga Q nos pontos marcados.
Passo 1 — o potencial a uma distância d.
A, B e C estão a d de Q: os três têm +720 V. D está a 2d: 360 V.
Passo 2 — o campo a uma distância d.
Em D (2d) o campo é 4 vezes menor: 900 N/C = 0,90 kN/C. Como Q é positiva, o campo aponta para longe de Q; em D, isso é para a direita, na direção de E. A alternativa D está correta.
Por que não as outras:
(A) Carga positiva gera potencial positivo: kV.
(B) kV.
(C) O módulo 3,6 kN/C está certo, mas o campo de carga positiva aponta para longe de Q, não para Q.
(E) O trabalho da força elétrica não depende do caminho (passar por C não muda nada):
⚠️ A armadilha: achar que, em D, o campo e o potencial caem na mesma proporção. O potencial cai com 1/r (metade em 2d), o campo cai com 1/r² (um quarto em 2d).
A ideia em uma frase: carga positiva: potencial kQ/r positivo e campo kQ/r² apontando para fora; dobrar a distância divide o potencial por 2 e o campo por 4.
Resposta: alternativa D.
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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