São Camilo 2018 (2º semestre) — questão 48 de Física
Enunciado em texto
A experiência realizada com o tubo de Crookes foi importante para a descoberta do elétron. Quando duas placas metálicas eletrizadas foram acopladas, uma positivamente e outra negativamente, desviaram os raios luminosos emitidos por qualquer gás colocado no interior do tubo, atraído pela placa positiva e repelido pela negativa.
A figura representa o tubo de Crookes, no qual há dois pares de placas, sendo um par disposto horizontalmente (, ) e o outro par, disposto verticalmente (, ).
[Figura: tubo cilíndrico horizontal, desenhado em perspectiva. Na extremidade da esquerda fica o Cátodo, ligado ao polo negativo (−) de uma Bateria; fora da extremidade da direita fica o Ânodo, ligado ao polo positivo (+). Dentro do tubo, perto do cátodo, um par de placas horizontais: em cima e embaixo. Mais adiante, um par de placas verticais, paralelas ao eixo do tubo: , desenhada mais acima e à direita (a placa de trás), e , desenhada à frente, encobrindo parte de (a placa da frente, mais perto do observador). A tampa da direita do tubo está dividida por linhas tracejadas (uma vertical e outra que vai do centro para trás) em quatro partes; a parte de baixo e da frente (voltada para o observador) está pintada de vermelho.]
Para que o raio luminoso emitido pelo gás ilumine a parte vermelha do tubo, as placas , , e devem estar eletrizadas, respectivamente, com cargas de sinais
(A) positivo, negativo, positivo e negativo.
(B) negativo, positivo, positivo e positivo.
(C) positivo, positivo, negativo e negativo.
(D) negativo, positivo, positivo e negativo.
(E) negativo, positivo, negativo e positivo.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2018 (2º semestre), Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: os sinais das quatro placas para que o feixe, que sai do cátodo, atinja a região vermelha da tampa do tubo.
Passo 1 — o que é o feixe. O feixe sai do cátodo (polo negativo) e vai para o ânodo: são os raios catódicos, formados por elétrons, de carga negativa. Como diz o enunciado, ele é atraído pela placa positiva e repelido pela negativa. Então, em cada par, o feixe se desvia para o lado da placa positiva.
Passo 2 — para onde o feixe tem de ir. Na tampa da direita, a parte vermelha fica embaixo e na frente (do lado voltado para quem olha a figura). O feixe precisa de dois desvios: um para baixo e outro para a frente.
Passo 3 — o par horizontal ( em cima, embaixo) cuida do desvio vertical. Para descer, o feixe deve ser atraído pela placa de baixo: positiva e negativa (que ainda o empurra para baixo).
Passo 4 — o par vertical cuida do desvio frente/trás. Na perspectiva da figura, é a placa da frente (desenhada encobrindo a outra) e , a de trás. Para ir para a frente, o feixe deve ser atraído por : positiva e negativa.
Conferindo pela perspectiva: a linha tracejada da tampa que sai do centro para cima e para a direita é a direção “para trás” (no mesmo sentido em que aparece deslocada para cima e para a direita em relação a ). A parte vermelha fica à esquerda da linha vertical tracejada (lado da frente) e abaixo do centro: frente e baixo.
⚠️ A armadilha: inverter quem está na frente entre e . Com o desvio vertical certo e o horizontal trocado ( positiva, negativa), sai a alternativa D, que mandaria o feixe para baixo e para trás. Outra: tratar o feixe como se fosse positivo, o que inverte tudo e leva à alternativa A (para cima e para trás).
A ideia em uma frase: elétrons vão para o lado da placa positiva: deixe positiva a placa que fica do lado para onde o feixe deve ir.
Resposta: alternativa E (negativo, positivo, negativo e positivo).
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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