FMJ 2016 — questão 42 de Física
Enunciado em texto
Uma partícula de massa desprezível e carregada com carga elétrica q negativa é abandonada com velocidade inicial nula numa região onde atua um campo elétrico uniforme. As linhas tracejadas na figura representam perfis de superfícies equipotenciais, e as linhas contínuas são paralelas à direção do campo elétrico .
[Figura: três linhas horizontais contínuas e três linhas verticais tracejadas. As tracejadas estão rotuladas, da esquerda para a direita, –10 V, 0 e +10 V. A partícula q (um círculo vermelho) está entre a linha de –10 V e a linha de 0, na faixa de cima.]
Com base na figura, os sentidos do vetor velocidade adquirido pela partícula e do vetor campo elétrico nessa região são, respectivamente,
(A) para a esquerda e para a esquerda.
(B) para a direita e para a direita.
(C) para a esquerda e para a direita.
(D) para cima e para a direita.
(E) para a direita e para a esquerda.
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2016, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: para que lado aponta o campo elétrico e para que lado a partícula negativa começa a se mover.
Passo 1 — o sentido do campo. O campo elétrico é perpendicular às equipotenciais (por isso é horizontal aqui, paralelo às linhas contínuas) e aponta no sentido em que o potencial diminui. O potencial vai de +10 V, à direita, para –10 V, à esquerda. Então:
Passo 2 — a força na carga negativa. A força elétrica é . Com q negativa, a força tem sentido oposto ao do campo: para a direita.
Passo 3 — a velocidade. A partícula parte do repouso e a única força relevante é a elétrica (a massa é desprezível, então o peso não conta). Ela acelera no sentido da força, e a velocidade que ela adquire aponta para a direita.
Conferindo: carga negativa abandonada em repouso vai espontaneamente para potenciais maiores. Indo para a direita, ela passa de cerca de –5 V para 0 e depois para +10 V. Confere.
⚠️ A armadilha: achar que a partícula sempre anda no sentido do campo (alternativa B, ou A se o sentido do campo também for errado). Isso só vale para carga positiva; a negativa vai contra o campo.
A ideia em uma frase: o campo aponta do potencial maior para o menor; a carga negativa é empurrada contra o campo, rumo ao potencial maior.
Resposta: alternativa E (velocidade para a direita e campo para a esquerda).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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