FUVEST 2006 — questão 66 de Física
Enunciado em texto
Um pequeno objeto, com carga elétrica positiva, é largado da parte superior de um plano inclinado, no ponto A, e desliza, sem ser desviado, até atingir o ponto P. Sobre o plano, estão fixados 4 pequenos discos com cargas elétricas de mesmo módulo. As figuras representam os discos e os sinais das cargas, vendo-se o plano de cima. Das configurações abaixo, a única compatível com a trajetória retilínea do objeto é
[Nas figuras, o plano é visto de cima; A fica no alto, P embaixo, e uma linha pontilhada liga A a P. Os quatro discos ficam dois de cada lado da linha, simétricos a ela: um par mais acima e outro mais abaixo.]
a) [Par de cima: − à esquerda, + à direita. Par de baixo: − à esquerda, + à direita.]
b) [Par de cima: − à esquerda, + à direita. Par de baixo: + à esquerda, − à direita.]
c) [Par de cima: + à esquerda, − à direita. Par de baixo: − à esquerda, + à direita.]
d) [Par de cima: + à esquerda, + à direita. Par de baixo: − à esquerda, + à direita.]
e) [Par de cima: + à esquerda, + à direita. Par de baixo: − à esquerda, − à direita.]
(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2006, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual arranjo de cargas não empurra o objeto para os lados em nenhum ponto do caminho de A a P.
Passo 1 — a condição. Para o objeto descer em linha reta, a força elétrica sobre ele não pode ter componente para a esquerda ou para a direita, em nenhum ponto da linha AP.
Passo 2 — o que garante isso: simetria. Num par de discos com o mesmo sinal, colocados simetricamente, as forças sobre um ponto da linha AP têm componentes laterais iguais e opostas, que se cancelam; sobra só a componente ao longo da linha. Se os sinais são diferentes, as componentes laterais apontam para o mesmo lado e se somam.
Passo 3 — testar. Só em (E) os dois pares são simétricos: + e + em cima, − e − embaixo. Ao longo da linha, essas cargas só aceleram ou freiam o objeto, sem desviá-lo.
Por que não as outras:
• (A): os dois pares empurram a carga positiva para a esquerda (atraída pelo −, repelida pelo +).
• (D): o par de cima se cancela, mas o de baixo empurra para a esquerda.
• (B) e (C): um par empurra para um lado e o outro para o lado oposto. Isso só se equilibra exatamente no ponto a meia distância dos dois pares. Mais perto de um par, ele domina, e a força lateral não é nula.
⚠️ A armadilha: as alternativas B e C, que parecem "equilibradas" porque cada lado tem um + e um −. Mas o objeto passa por pontos a distâncias diferentes de cada par, e o equilíbrio tem de valer em todos eles.
A ideia em uma frase: para não haver desvio em toda a trajetória, cada par de cargas simétricas em relação a ela precisa ter o mesmo sinal.
Resposta: alternativa E.
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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