André está no Laboratório Multidisciplinar da Universidade estudando os conceitos de eletrostática entre cargas puntiformes. Ele tem duas pequenas esferas maciças carregadas e decide estudar como a força elétrica entre elas muda quando ele altera a distância e a quantidade de carga em cada esfera. André está ciente de que a Lei de Coulomb pode ajudá-lo a calcular a força eletrostática entre as duas pequenas esferas, e ele começa a experimentar, mantendo uma das cargas fixas enquanto variando a outra. Durante o experimento, ele se pergunta sobre os efeitos de diferentes modificações. Com base na Lei de Coulomb, qual das seguintes alternativas melhor descreve como a força eletrostática entre as duas pequenas esferas seria afetada por mudanças específicas? 1. Se ele dobrar a distância entre as duas esferas, a força elétrica será quatro vezes menor. 2. Se ele dobrar a quantidade de carga em ambas as esferas, a força elétrica entre elas será duas vezes maior. 3. Se ele reduzir a quantidade de carga em uma das esferas pela metade, a força elétrica entre elas será quatro vezes menor. 4.Se André dobrar a quantidade de carga em uma das esferas, a força eletrostática entre elas será quatro vezes maior. 5. Se ele mudar o sinal de uma das cargas (de positivo para negativo, por exemplo), a força elétrica se tornará uma força de atração, mas sua intensidade permanecerá a mesma.
Ed
ano passado
Vamos analisar cada uma das afirmações com base na Lei de Coulomb, que diz que a força eletrostática \( F \) entre duas cargas puntiformes \( q_1 \) e \( q_2 \) separadas por uma distância \( r \) é dada por: \[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \] onde \( k \) é a constante eletrostática. 1. Se ele dobrar a distância entre as duas esferas, a força elétrica será quatro vezes menor. - Correto. A força é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Se a distância \( r \) é dobrada, a força se torna \( \frac{1}{2^2} = \frac{1}{4} \) da força original. 2. Se ele dobrar a quantidade de carga em ambas as esferas, a força elétrica entre elas será duas vezes maior. - Incorreto. Se dobrar a carga em ambas as esferas, a força se tornará \( 2 \cdot 2 = 4 \) vezes maior. 3. Se ele reduzir a quantidade de carga em uma das esferas pela metade, a força elétrica entre elas será quatro vezes menor. - Incorreto. Se a carga em uma esfera é reduzida pela metade, a força se torna \( \frac{1}{2} \) da força original, não quatro vezes menor. 4. Se André dobrar a quantidade de carga em uma das esferas, a força eletrostática entre elas será quatro vezes maior. - Incorreto. Se dobrar a carga em uma esfera, a força se torna \( 2 \) vezes maior, não quatro. 5. Se ele mudar o sinal de uma das cargas (de positivo para negativo, por exemplo), a força elétrica se tornará uma força de atração, mas sua intensidade permanecerá a mesma. - Correto. A mudança de sinal altera a natureza da força (de repulsão para atração), mas a intensidade da força permanece a mesma. Portanto, as afirmações corretas são a 1 e a 5. Se você precisa de uma única resposta, a mais relevante em relação à força eletrostática e suas variações é a 1.
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