ITA 2014 — questão 9 de Física
Enunciado em texto
Constantes dadas na prova (símbolos adotados nesta prova): : módulo da gravidade na superfície da Terra. : constante gravitacional universal. : velocidade da luz no vácuo. : constante de Planck reduzida.
Considere as afirmações a seguir:
I. Em equilíbrio eletrostático, uma superfície metálica é equipotencial.
II. Um objeto eletrostaticamente carregado induz uma carga uniformemente distribuída numa superfície metálica próxima quando em equilíbrio eletrostático.
III. Uma carga negativa desloca-se da região de maior para a de menor potencial elétrico.
IV. É nulo o trabalho para se deslocar uma carga teste do infinito até o ponto médio entre duas cargas pontuais de mesmo módulo e sinais opostos.
Destas afirmações, é (são) correta(s) somente
A) I e II.
B) I, II e III.
C) I, II e IV.
D) I e IV.
E) III.
(Enunciado: Vestibular ITA 2014, prova de Física — ITA.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar quatro afirmações de eletrostática.
I. Verdadeira. Em equilíbrio, o campo dentro do metal é zero e, na superfície, não tem componente tangente (senão as cargas livres andariam). Sem campo ao longo da superfície, o potencial não varia sobre ela: é equipotencial.
II. Falsa. A carga induzida não é uniforme. Ela se concentra no lado mais próximo do objeto carregado (carga de sinal oposto) e a carga de mesmo sinal vai para o lado oposto. É justamente essa distribuição desigual que anula o campo dentro do metal.
III. Falsa. A força elétrica numa carga negativa aponta contra o campo, e o campo aponta do maior para o menor potencial. Uma carga negativa largada sob ação só da força elétrica vai do menor para o maior potencial (e uma positiva, do maior para o menor).
IV. Verdadeira. No ponto médio entre e , as distâncias são iguais e os potenciais se cancelam:
No infinito o potencial também é zero. O trabalho para levar a carga teste de lá até o ponto médio é . Observe que o campo no ponto médio não é zero; o que é zero é o potencial.
Sequência: I e IV corretas.
⚠️ A armadilha: a III. Ela vale para carga positiva. Para carga negativa é o contrário; quem não presta atenção ao sinal marca B ou E.
A ideia em uma frase: condutor em equilíbrio é equipotencial com carga desigual; carga negativa “sobe” o potencial; potencial zero não significa campo zero.
Resposta: alternativa D (I e IV).
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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