PUC Minas 2015 (2º semestre, interior) — questão 30 de Física
Enunciado em texto
A figura mostra a situação inicial de duas pequenas esferas eletricamente carregadas. A esfera 1 está fixada junto a uma parede rígida e tem carga positiva. A esfera 2 também carregada está suspensa por um fio isolante fino. Na situação de equilíbrio, pode-se afirmar que a esfera 2:
(A) estará deslocada para a direita independente do sinal de sua carga.
(B) estará deslocada para a esquerda independente do sinal de sua carga.
(C) vai permanecer na posição inicial.
(D) vai deslocar-se para a direita se sua carga for positiva.
[Figura: uma parede vertical à esquerda ligada a um teto horizontal. A esfera 1 está presa ao pé da parede; a esfera 2, à direita dela, pende de um fio vertical preso ao teto, na mesma altura da esfera 1.]
(Enunciado e figura: Vestibular PUC Minas 2015 (2º semestre) — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece, no equilíbrio, com a esfera 2 (carregada, pendurada) diante da esfera 1, positiva e fixa à esquerda.
Passo 1 — o que diz a lei das cargas. Cargas de mesmo sinal se repelem; de sinais opostos, se atraem. Se a esfera 2 for positiva, é repelida e vai para a direita; se for negativa, é atraída e vai para a esquerda. Em qualquer caso há força elétrica horizontal sobre ela.
Passo 2 — a leitura da banca. O gabarito oficial é a alternativa C. O enunciado chama a figura de “situação inicial” e pergunta pela “situação de equilíbrio”; a resposta C só se sustenta tomando a posição desenhada, com o fio na vertical, como já sendo a de equilíbrio da esfera 2, que então “permaneceria” onde está.
Atenção: pela física, essa leitura não se sustenta. Duas esferas carregadas, lado a lado, sempre trocam uma força elétrica, e com ela horizontal o fio não pode ficar na vertical: a esfera 2 tem de se deslocar, para a direita se for positiva, para a esquerda se for negativa. A afirmação fisicamente correta é a D (e A e B erram por dizer “independente do sinal”). É possível que a banca tenha pensado na figura como o retrato do equilíbrio, ou que haja um erro no gabarito; publicamos a letra oficial, C, mas quem marcou D raciocinou com a física correta.
⚠️ A armadilha: pensar que a esfera 1 “sempre atrai” por estar carregada. Atração em qualquer caso só acontece se a esfera 2 estiver neutra (por indução); aqui ela está carregada, e a força pode ser de atração ou de repulsão.
A ideia em uma frase: cargas iguais se repelem e opostas se atraem: com a esfera 1 positiva, a esfera 2 só vai para a direita se também for positiva.
Resposta: alternativa C (gabarito oficial; pela física, a correta seria a D).
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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