ENEM 2024 — questão 127 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: como ficam as linhas de campo depois de colocar um cilindro metálico oco entre as placas carregadas.

Passo 1 — o que o metal faz. Colocado num campo externo, o condutor sofre indução eletrostática: seus elétrons livres se redistribuem na superfície até que o campo criado por eles cancele exatamente o campo externo lá dentro.

Passo 2 — a consequência. No interior do condutor em equilíbrio, $\vec E = 0$. Como o cilindro é oco e não há carga dentro dele, a região vazia também fica sem campo. É a blindagem eletrostática — a gaiola de Faraday.

Passo 3 — o que o desenho tem de mostrar.

• nenhuma linha atravessando a região interna;

• as linhas de fora desviando ao redor do cilindro;

• as linhas chegando perpendiculares à superfície do metal (em equilíbrio, a superfície é equipotencial);

• o sentido preservado, saindo da placa A (positiva) para a B (negativa).

Só a alternativa E atende a tudo isso.

Por que as outras caem: A e B desenham linhas atravessando o interior, como se o metal fosse invisível; B e C ainda invertem o sentido, apontando do negativo para o positivo; e D põe as linhas se cruzando dentro do cilindro — coisa que linha de campo nunca faz, porque em cada ponto o campo tem uma direção só.

No dia a dia: é o mesmo efeito do celular que perde sinal dentro do elevador e do carro que protege quem está dentro num raio.

Resposta: alternativa E.