A lei de Coulomb estabelece que a força entre duas cargas el...

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Q432405
Eletricidade Circuitos Elétricos em Eletricidade , Eletromagnetismo ,
Ano: 2012 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2012 - Petrobras - Técnico de Projetos, Construção e Montagem Júnior - Elétrica-2012 |
Q432405 Eletricidade
A lei de Coulomb estabelece que a força entre duas cargas elétricas, Q1 e Q2, é diretamente proporcional ao produto dessas cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Quando tanto as cargas(statcoulomb) quanto a distância entre elas (centímetro) são expressas no sistema CGS, a constante de proporcionalidade é 1.

Para as cargas Q1 igual a 2 statcoulomb e Q2 igual a 8 statcoulomb, separadas por um distância d igual a 2 cm, a força que atua sobre essas cargas, no sistema MKS, é igual a

Alternativas

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Alternativa Correta: B - 4 x 10-5 N

Tema Central da Questão: Esta questão aborda a lei de Coulomb, que descreve a força de interação entre duas cargas elétricas. O conceito é crucial para entender o comportamento das forças elétricas e é um pilar fundamental em eletrostática, essencial para concursos na área de eletricidade.

Resumo Teórico:

A Lei de Coulomb estabelece que a força eletrostática (F) entre duas cargas pontuais é dada por:

F = k * (|Q1 * Q2| / d²)

Onde:

  • k é a constante de proporcionalidade. No sistema CGS, k = 1.
  • Q1 e Q2 são as magnitudes das cargas.
  • d é a distância entre as cargas.

No sistema MKS (SI), a constante k é expressa como k = 8.9875 x 109 N·m²/C². Contudo, como a questão está no contexto CGS e a conversão para MKS é necessária, utilizamos os valores fornecidos e convertidos diretamente.

Justificativa da Alternativa Correta:

Para resolver a questão, utilizamos as cargas Q1 = 2 statcoulomb e Q2 = 8 statcoulomb, com d = 2 cm. No sistema CGS, a força eletrostática F é calculada como:

F = (2 * 8) / (2²) = 16 / 4 = 4 dynes

Para converter dynes em newtons (sistema MKS), usamos a conversão: 1 dyne = 10-5 N.

Portanto, 4 dynes = 4 x 10-5 N. Assim, a alternativa correta é B - 4 x 10-5 N.

Análise das Alternativas Incorretas:

  • A - 4 x 10-6 N: Esta alternativa resulta de um erro na conversão de unidades ou no cálculo da força em dynes.
  • C - 4 x 10-4 N: Esta resposta é incorreta devido a uma superestimação do valor após a conversão.
  • D - 4 x 10-3 N: Esta opção representa um valor ainda mais distante do correto, indicando um possível erro na compreensão da conversão de unidades.
  • E - 4 x 10-2 N: Esta alternativa falha em magnitude, possivelmente confundindo a ordem de grandeza.

Estratégias de Interpretação:

Para questões como essa, é essencial:

  • Compreender as diferenças entre os sistemas de unidades CGS e MKS.
  • Lembrar das conversões de unidades, especialmente para forças (dynes para newtons).
  • Realizar cálculos passo a passo para evitar erros aritméticos ou de conversão.

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