Questão 127 do ENEM 2024 comentada
Entenda como um cilindro metálico oco altera as linhas de campo elétrico entre barras carregadas.
Em um experimento de laboratório, duas barras metálicas, A e B, são carregadas com cargas opostas e imersas em óleo. Farelo de milho é jogado sobre o óleo e, após um certo tempo, o farelo assume o formato das linhas de campo elétrico entre as barras. A figura representa a vista superior desse experimento.
ALMEIDA, M. A. T. Introdução às ciências físicas 2 — volume 4: módulo 4. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2007 (adaptado).
Ao repetir o experimento colocando um cilindro metálico oco entre as placas, o esquema que representa o formato das linhas de campo assumido pelo farelo é:
- A
- B
- C
- D
- E
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Ver a resposta e a resolução
O que a questão cobra
A questão exige relacionar o campo elétrico em equilíbrio com as propriedades de um condutor metálico oco. Também é preciso interpretar o sentido das linhas de campo.
Resolução
colocando um cilindro metálico oco entre as placas
As linhas de campo elétrico saem da barra positiva e chegam à barra negativa. Como a barra A é positiva e a barra B é negativa, o sentido correto é de A para B.
Em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico no interior de um condutor é nulo. Como não há carga indicada dentro do cilindro oco, as linhas não atravessam sua cavidade. O cilindro também altera o campo ao redor: as linhas se curvam para contorná-lo.
Na figura da alternativa E, as linhas mantêm o sentido de A para B, desviam-se ao redor do cilindro e não aparecem em seu interior. Esse formato representa o campo na presença do condutor oco. As demais figuras mostram linhas atravessando a cavidade, sentido contrário ao das cargas ou linhas que se cruzam, situações incompatíveis com o campo elétrico representado.
Alternativa por alternativa
- A
as linhas mantêm o sentido de A para B, mas atravessam a cavidade do cilindro, onde o campo deve ser nulo.
- B
as setas apontam de B para A, embora as linhas de campo devam ir da barra positiva para a negativa. Além disso, atravessam a cavidade.
- C
as setas apontam para a barra A, que é positiva, e as linhas também entram na cavidade.
- D
embora as setas apontem de A para B, as linhas se cruzam dentro do cilindro, o que não pode ocorrer.
- E
Correta. as linhas seguem de A para B, contornam o cilindro metálico e não atravessam sua cavidade.
Para lembrarEm equilíbrio eletrostático, o campo no interior de um condutor é nulo; por isso, as linhas de campo não atravessam o condutor nem uma cavidade vazia nele.
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