FUVEST 2009 — questão 88 de Física
Enunciado em texto
Observação: Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de ; para a massa específica (densidade) da água, o valor de ; para o calor específico da água, o valor de ; para uma caloria, o valor de 4 joules.
Uma barra isolante possui quatro encaixes, nos quais são colocadas cargas elétricas de mesmo módulo, sendo as positivas nos encaixes claros e as negativas nos encaixes escuros. A certa distância da barra, a direção do campo elétrico está indicada na figura à esquerda. Uma armação foi construída com quatro dessas barras, formando um quadrado, como representado à direita. Se uma carga positiva for colocada no centro P da armação, a força elétrica que agirá sobre a carga terá sua direção e sentido indicados por
[Figura à esquerda: uma barra horizontal com quatro encaixes; os dois da esquerda são escuros (sinal −) e os dois da direita são claros (sinal +). Acima do meio da barra, uma linha tracejada sobe até um ponto onde o vetor E aponta para a esquerda, paralelo à barra.]
[Figura à direita: quatro barras formando um quadrado, com P no centro. Barra de cima: escuros à esquerda e claros à direita. Barra de baixo: escuros à esquerda e claros à direita. Barra da esquerda: escuros em cima e claros embaixo. Barra da direita: claros em cima e escuros embaixo.]
a) Força nula [a mesma armação, só com o ponto no centro]
b) [a mesma armação, com uma seta no centro apontando para a esquerda]
c) [a mesma armação, com uma seta no centro apontando para baixo]
d) [a mesma armação, com uma seta no centro apontando para a direita]
e) [a mesma armação, com uma seta no centro apontando para cima]
Quadro: Desconsidere eventuais efeitos de cargas induzidas.
(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2009, 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: a direção da força sobre uma carga positiva no centro do quadrado, somando os campos das quatro barras.
Passo 1 — a regra que a figura da esquerda ensina. Numa barra com as negativas de um lado e as positivas do outro, o campo num ponto em frente ao meio da barra é paralelo à barra, apontando do lado positivo para o lado negativo. (O campo sai das positivas e chega às negativas.)
Passo 2 — aplicar a cada barra, no ponto P:
• barra de cima: negativas à esquerda → campo para a esquerda;
• barra de baixo: negativas à esquerda → campo para a esquerda;
• barra da esquerda: negativas em cima → campo para cima;
• barra da direita: negativas embaixo → campo para baixo.
Passo 3 — somar. As quatro barras são iguais e estão à mesma distância de P, então os quatro campos têm o mesmo módulo. O “para cima” cancela o “para baixo”; os dois “para a esquerda” se somam. O campo resultante em P aponta para a esquerda.
Passo 4 — a força. Numa carga positiva, a força tem o mesmo sentido do campo: para a esquerda.
⚠️ A armadilha: achar que o campo vai do negativo para o positivo e marcar a força para a direita (alternativa D). As linhas de campo saem das cargas positivas e chegam às negativas.
A ideia em uma frase: some os campos barra por barra: cada uma dá um campo paralelo a ela, do + para o −, e os das barras laterais se cancelam.
Resposta: alternativa B (força 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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