Questões de Eletrostática da Famema

Pela lei de Coulomb, F = k · |q · Q| / d²: a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância.

A distância passa de 1,2 × 10⁻² m para 0,4 × 10⁻² m, ou seja, fica 3 vezes menor.

Então a força fica 3² = 9 vezes maior:
F' = 9 × 20 = 180 N

Resposta: C

Por que as outras atraem: quem usa proporção inversa simples (sem o quadrado) obtém 60 N; 360 N (A) aparece ao multiplicar por 18.

Dica: em Coulomb e na gravitação, dividir a distância por n multiplica a força por n².

1. Trabalho da força elétrica. Como o elétron tem carga negativa, a força elétrica sobre ele é oposta ao campo: o campo aponta para baixo e a força aponta para cima, no mesmo sentido do deslocamento.

τ = |q| × E × d = 1,6 × 10⁻¹⁹ × 100 × 500 = 1,6 × 10⁻¹⁹ × 5 × 10⁴ = 8,0 × 10⁻¹⁵ J (positivo)

2. Variação de energia potencial. A força elétrica é conservativa: ΔE_p = −τ

ΔE_p = −8,0 × 10⁻¹⁵ J

Faz sentido: a força elétrica "puxa" o elétron para cima, e ele perde energia potencial elétrica ao ir nesse sentido (como um corpo que cai perde energia potencial gravitacional).

Resposta: B

Por que as outras atraem: C (−1,6 × 10⁻¹⁵) esquece o fator 5 de 500 = 5 × 10²; o ângulo de 180° entre d⃗ e E⃗ só serve para conferir o sinal: τ = q E d cos 180° = (−1,6 × 10⁻¹⁹)(100)(500)(−1) > 0.

Dica: ΔE_p = −τ_{força conservativa}.