Com base nos princípios de energia e trabalho em campos elétricos, analise as cinco afirmações a seguir e classifique-as como certas ou erradas.

Question

Com base nos princípios de energia e trabalho em campos elétricos, analise as cinco afirmações a seguir e classifique as como certas ou erradas. A) Certo A) Errado B) Certo B) Errado C) Certo C) Errado D) Certo D) Errado E) Certo E) Errado

Sapien IA · Accepted Answer

Análise Detalhada

Esta questão aborda conceitos fundamentais de Energia Potencial Elétrica e Trabalho em Campos Elétricos. Abaixo, classifico cada afirmativa baseada nos princípios da física eletrostática.

Gabarito Oficial

Item	Classificação	Justificativa Resumida
A	Certo	Trabalho contra a força armazena energia potencial.
B	Certo	Movimento espontâneo segue a força; trabalho positivo reduz energia potencial.
C	Certo	Energia é escalar, facilitando cálculos de superposição.
D	Errado	A energia é inversamente proporcional a $r$ , não a $r^2$ .
E	Certo	A referência padrão é o infinito ( $U=0$ ).

Desenvolvimento Didático

1. Trabalho e Energia Potencial (Itens A e B)

Existe uma analogia direta entre a mecânica clássica (gravidade) e o eletromagnetismo:

Item A: Imagine levantar um peso contra a gravidade. Você realiza trabalho contra a força, e a energia potencial gravitacional aumenta. No campo elétrico, empurrar uma carga contra a repulsão (força elétrica) também aumenta a energia potencial elétrica.
Item B: Quando uma carga positiva se move espontaneamente no sentido das linhas de campo, ela está sendo "empurrada" pela própria força elétrica.
A força faz trabalho positivo.
Para forças conservativas, $W = -\Delta U$ . Se $W > 0$ , então $\Delta U < 0$ (diminuição da energia potencial).

2. Natureza das Grandezas (Item C)

Força Elétrica ( $\vec{F}$ ): É um vetor. Para calcular a força total em um ponto devido a várias cargas, precisamos usar geometria e trigonometria (soma vetorial).
Energia Potencial ( $U$ ): É um escalar. Para calcular a energia total, basta somar os valores algébricos (positivos e negativos). Isso simplifica drasticamente os problemas com múltiplas cargas.

3. Dependência da Distância (Item D)

Este é um erro comum de confundir a lei da força com a lei da energia:

Lei de Coulomb (Força): $F = k \frac{|Q \cdot q|}{r^2}$ (Inversamente proporcional ao quadrado da distância).
Energia Potencial: $U = k \frac{Q \cdot q}{r}$ (Inversamente proporcional à distância).
A afirmativa D diz que a energia depende de $r^2$ , o que é falso.

4. Referência de Energia (Item E)

Na física teórica, precisamos definir onde a energia é zero.

Para o campo gravitacional, usamos o solo.
Para o campo elétrico, a convenção universal é considerar que quando as cargas estão infinitamente distantes, elas não interagem. Portanto, define-se $U = 0$ no infinito.

Explicação passo a passo

Resumo da resposta