Alternativa E
Para resolver esta questão, devemos aplicar a definição de diferença de potencial elétrico relacionada ao trabalho realizado pela força eletrostática.
A relação fundamental entre o Trabalho ($W$), a Carga Elétrica ($q$) e a Diferença de Potencial ($\Delta V$) é expressa pela fórmula:
$$ W = q \cdot \Delta V $$
Isolando a variável que buscamos, a diferença de potencial:
$$ \Delta V = \frac{W}{q} $$
Análise
Primeiramente, precisamos converter os dados fornecidos no enunciado para as unidades do Sistema Internacional (SI), garantindo consistência nos cálculos.
- Carga ($q$): $0,8 \, \mu\text{C}$ (microcoulombs)
- Como $1 \, \mu = 10^{-6}$, temos $q = 0,8 \times 10^{-6} \, \text{C}$.
- Trabalho ($W$): $6,0 \, \text{mJ}$ (milijoules)
- Como $1 \, \text{m} = 10^{-3}$, temos $W = 6,0 \times 10^{-3} \, \text{J}$.
Agora, substituímos os valores na fórmula:
$$ \Delta V = \frac{6,0 \times 10^{-3}}{0,8 \times 10^{-6}} $$
Podemos separar os cálculos numéricos dos expoentes para facilitar a resolução:
- Parte Numérica:
$$ \frac{6,0}{0,8} = \frac{60}{8} = 7,5 $$ - Parte Exponencial:
$$ \frac{10^{-3}}{10^{-6}} = 10^{-3 - (-6)} = 10^{-3 + 6} = 10^{3} $$
Combinando os resultados, obtemos:
$$ \Delta V = 7,5 \times 10^{3} \, \text{V} $$
Sabendo que o prefixo "kilo" ($\text{k}$) representa $10^{3}$, convertemos facilmente para quilovolts ($\text{kV}$):
$$ \Delta V = 7,5 \, \text{kV} $$
Conclusão
O cálculo da diferença de potencial elétrico resulta em $7,5 \, \text{kV}$, o que confirma que a alternativa correta é a E.