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:
ENEM 2024 Questão 127
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.
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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:
Resolução
Esta questão aborda o conceito de linhas de campo elétrico e o efeito de um condutor oco (cilindro metálico) inserido entre duas barras carregadas com cargas opostas. O farelo de milho serve como um 'visualizador' das linhas de campo. O ponto central é entender que um condutor oco, ao ser colocado em um campo elétrico externo, sofre indução de cargas em sua superfície, de modo que o campo elétrico no interior do condutor é nulo. Assim, as linhas de campo elétrico 'contornam' o cilindro metálico, não atravessando seu interior. O raciocínio envolve: (1) lembrar que as linhas de campo elétrico partem da carga positiva e chegam na negativa; (2) saber que, em um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico interno é zero; (3) entender que o campo externo é distorcido pelo condutor, e as linhas se concentram ao redor do cilindro, nunca passando por dentro dele. Portanto, a alternativa correta é aquela que mostra as linhas de campo desviando ao redor do cilindro, sem atravessá-lo.
Flashcards
Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.
- 1. O que são linhas de campo elétrico?
- São linhas imaginárias que indicam a direção e o sentido do campo elétrico, partindo da carga positiva e chegando na carga negativa.
- 2. Como um condutor em equilíbrio eletrostático se comporta em relação ao campo elétrico interno?
- No interior de um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo.
- 3. O que acontece com as linhas de campo elétrico ao redor de um condutor oco colocado em um campo externo?
- Elas contornam o condutor, não atravessando seu interior, devido à blindagem eletrostática.
- 4. Qual é o princípio físico que impede o campo elétrico de existir dentro de um condutor?
- O princípio da blindagem eletrostática, que afirma que cargas livres se redistribuem na superfície do condutor anulando o campo interno.
- 5. Como o farelo de milho permite visualizar linhas de campo elétrico em um experimento?
- O farelo se orienta segundo as linhas de campo devido à polarização induzida pelas forças elétricas presentes no óleo.
- 6. O que ocorre com as cargas em um condutor quando ele é colocado em um campo elétrico externo?
- As cargas livres se redistribuem na superfície do condutor, criando um campo induzido que anula o campo interno.
- 7. Por que as linhas de campo elétrico nunca se cruzam?
- Porque em cada ponto do espaço o campo elétrico tem uma única direção e sentido definidos.
Comentários por alternativa
A alternativa A está incorreta porque mostra as linhas de campo elétrico atravessando o interior do cilindro metálico, o que não ocorre em um condutor em equilíbrio eletrostático.
A alternativa B está errada pois representa as linhas de campo elétrico entrando e saindo do cilindro, como se ele fosse um dielétrico, e não um condutor, ignorando o fato de que o campo interno deve ser nulo.
A alternativa C está incorreta porque mostra linhas de campo elétrico interrompidas ou terminando dentro do cilindro, o que não condiz com o comportamento das linhas de campo em torno de um condutor oco.
A alternativa D está errada pois sugere que as linhas de campo elétrico passam parcialmente pelo cilindro, o que viola o princípio de blindagem eletrostática dos condutores.
A alternativa E está correta porque representa as linhas de campo elétrico contornando o cilindro metálico, sem atravessar seu interior, de acordo com o comportamento esperado de um condutor em equilíbrio eletrostático (blindagem eletrostática).