UPE 2022 (SSA 3) — questão 25 de Física

Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como , densidade da água , o módulo da carga do elétron como , massa do átomo de hidrogênio , massa do elétron , , constante de Planck ou , velocidade da luz no vácuo , , constante de Coulomb .
Duas partículas carregadas e são colocadas fixas a uma distância de d = 1,0 m uma da outra. As localizações A e B estão a 40 cm e 60 cm da origem onde se encontra a carga . Qual o valor da diferença de potencial, em volts, entre os pontos A e B, ?
[Figura: eixo x com a origem O em q₁; à direita, os pontos A e B, e depois q₂.]
A) 10,0
B) 30,0
C) 50,0
D) 80,0
E) 120,0
(Enunciado e figura: SSA 3 — UPE 2022, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).
Resolução comentada
O que a questão pede: V_B − V_A, com A a 40 cm e B a 60 cm de q₁, numa reta em que q₂ está a 1,0 m de q₁.
Passo 1 — as distâncias. A está a 0,4 m de q₁ e a 0,6 m de q₂; B está a 0,6 m de q₁ e a 0,4 m de q₂. O potencial é a soma de kq/r de cada carga, e kq vale:
Passo 2 — potencial em A.
Passo 3 — potencial em B. Por simetria, os papéis se invertem:
Conferindo: faz sentido V_B > V_A: B está mais perto da carga positiva e mais longe da negativa. O campo entre as cargas aponta de q₂ para q₁ (de B para A), e o potencial cresce no sentido oposto ao campo.
⚠️ A armadilha: considerar só a carga q₁ (que está na origem), o que dá 72 · (−1/0,6 + 1/0,4) = 60 V, metade do valor certo e fora das alternativas. As duas cargas contribuem.
A ideia em uma frase: some kq/r das duas cargas em cada ponto: V_A = −60 V e V_B = +60 V, então V_B − V_A = 120 V.
Resposta: alternativa E (120,0 V).
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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