Resolvendo o problema:
Entendendo o problema:
Temos um corpo com carga elétrica (q) sendo movido entre dois pontos em um circuito elétrico. O trabalho realizado (W) para mover essa carga é dado, e queremos encontrar a diferença de potencial (ΔV) entre esses dois pontos.
Utilizando a fórmula:
A relação entre o trabalho realizado, a carga elétrica e a diferença de potencial é dada pela seguinte equação:
W = q * ΔV
Onde:
- W = trabalho (em joules, J)
- q = carga elétrica (em coulombs, C)
- ΔV = diferença de potencial (em volts, V)
Isolando a diferença de potencial:
ΔV = W / q
Substituindo os valores:
- W = 5 J
- q = 2 µC = 2 * 10^-6 C (Lembre-se que o prefixo "micro" equivale a 10^-6)
ΔV = (5 J) / (2 * 10^-6 C)
ΔV = 2,5 * 10^6 V
Resposta:
A diferença de potencial entre os dois pontos é de 2,5 * 10^6 V.
Portanto, a alternativa correta é a letra b.
Analisando as outras opções:
- As outras opções não correspondem ao cálculo correto da diferença de potencial, apresentando valores incorretos ou unidades erradas.
Conclusão:
Utilizando a relação entre trabalho, carga elétrica e diferença de potencial, conseguimos calcular a diferença de potencial entre os dois pontos do circuito. A resposta encontrada, 2,5 * 10^6 V, indica uma alta tensão elétrica entre esses pontos.
Observação:
É importante lembrar que a unidade de medida da diferença de potencial é o volt (V). A unidade microcoulomb (µC) é uma subunidade do coulomb, utilizada para medir cargas elétricas menores.
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Possíveis tópicos para explorar:
- Lei de Ohm
- Resistência elétrica
- Potência elétrica
- Circuitos em série e paralelo
- Campos elétricos
- Capacitância
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Explicação detalhada para alunos do ensino médio:
Imagine que você está empurrando uma caixa. A força que você aplica para mover a caixa é como a tensão elétrica. A distância que você move a caixa é como a carga elétrica, e o trabalho que você realiza é a energia que você gasta para mover a caixa.
No caso da eletricidade, a tensão elétrica (voltagem) é a força que "empurra" os elétrons através de um circuito. A carga elétrica é a quantidade de elétrons que se movem, e o trabalho realizado é a energia utilizada para mover esses elétrons.
A fórmula V = W/q nos diz que a tensão é igual ao trabalho realizado dividido pela carga elétrica. Ou seja, quanto maior a tensão, maior será a força que impulsiona os elétrons, e mais trabalho será realizado para mover uma determinada quantidade de carga.
Exemplo:
Se você conectar uma lâmpada a uma bateria de 9 volts, significa que a bateria está realizando um trabalho de 9 joules para mover cada coulomb de carga através da lâmpada. Essa energia é convertida em luz e calor.
Em resumo:
A fórmula V = W/q é uma ferramenta fundamental para entender como a eletricidade funciona. Ela nos permite calcular a tensão em um circuito, que é uma medida da energia elétrica disponível para realizar trabalho.
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