Questão 4 Quais das opções apresentam as unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas estudadas no campo elétrico?
I. A carga elétrica é medida em Newton por Coulomb.
III. A força elétrica é medida em Newton.
II. O campo elétrico é medido em Coulomb.
IV. A distância é medida em metros.
Estão corretas:
a) I, II.
b) ( III, IV.
c) ( ) I, IV.
d) ( ) II, III.
e) I, II e III.

Passo 1

O enunciado pede para identificar quais das afirmações sobre unidades de grandezas no campo elétrico estão corretas. As afirmações dadas são:
  • I. A carga elétrica é medida em Newton por Coulomb.
  • II. O campo elétrico é medido em Coulomb.
  • III. A força elétrica é medida em Newton.
  • IV. A distância é medida em metros.
A tarefa final é escolher a alternativa correta entre as opções (a) a (e).

Passo 2

Vamos analisar o item I: “A carga elétrica é medida em Newton por Coulomb.”
Primeiro, o que é carga elétrica e qual sua unidade? A carga elétrica é uma propriedade da matéria que causa interações eletromagnéticas. A unidade SI da carga elétrica é o Coulomb, denotado por \mathrm{C}. Uma relação prática que mostra isso é a definição de corrente elétrica:
I=\frac{Q}{t},
onde I é a corrente em ampère ( \mathrm{A}), Q é a carga em Coulomb ( \mathrm{C}) e t é o tempo em segundos ( \mathrm{s}). Portanto, a carga elétrica é medida em \mathrm{C}, não em \mathrm{N/C}. Conclusão: o item I é falso.

Passo 3

Agora o item II: “O campo elétrico é medido em Coulomb.”
O campo elétrico \vec{E} em um ponto é definido como a força elétrica por unidade de carga de prova colocada ali:
\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q},
onde \vec{F} é a força elétrica (em \mathrm{N}) e q é a carga (em \mathrm{C}). Assim, a unidade de \vec{E} é
\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{C}}.
Outra unidade equivalente muito usada é volt por metro, \mathrm{V/m}, e vale que 1\\ \mathrm{N/C}=1\\ \mathrm{V/m}. Portanto, o campo elétrico NÃO é medido em Coulomb; o item II é falso.

Passo 4

Analisando o item III: “A força elétrica é medida em Newton.”
Força é uma grandeza de dinâmica e a unidade SI de força é o Newton, \mathrm{N}. A segunda lei de Newton mostra a origem dessa unidade:
\vec{F}=m\vec{a},
onde m tem unidade \mathrm{kg} e \vec{a} tem unidade \mathrm{m/s^2}, logo 1\\ \mathrm{N}=1\\ \mathrm{kg\cdot m/s^2}. A força elétrica é uma força, então sua unidade é \mathrm{N}. Conclusão: o item III é verdadeiro.

Passo 5

Agora o item IV: “A distância é medida em metros.”
Distância (ou comprimento) tem como unidade base no SI o metro, \mathrm{m}. Isso é básico do sistema internacional de unidades. Portanto o item IV é verdadeiro.

Passo 6

Resumo das verificações:
  • I: falso (carga em \mathrm{C}, não em \mathrm{N/C}).
  • II: falso (campo elétrico em \mathrm{N/C} ou \mathrm{V/m}, não em \mathrm{C}).
  • III: verdadeiro (força em \mathrm{N}).
  • IV: verdadeiro (distância em \mathrm{m}).
Das alternativas fornecidas, a que apresenta apenas os itens III e IV corretos é a alternativa (b).

Resposta

b) III, IV.

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