UEM 2024 (PAS, etapa 3, Conhecimentos Específicos) — questão 32 de Física
Enunciado em texto
Sobre a natureza dos campos eletrostáticos em materiais condutores e dielétricos, assinale o que for correto.
(01) Em condutores, as cargas livres se repelem mutuamente até atingir o maior afastamento relativo possível, fazendo surgir uma distribuição superficial de cargas nesses materiais.
(02) O campo elétrico dentro de materiais condutores macroscópicos é nulo. Assim, ao se envolver um objeto por uma superfície metálica fechada, brinda-se esse objeto de efeitos elétricos externos.
(04) O vetor campo elétrico apresenta componente tangente nula ao longo da superfície de condutores.
(08) Materiais dielétricos não permitem correntes elétricas quando sujeitos a campos elétricos muito intensos.
(16) As cargas livres em condutores irregulares se acumulam em maior quantidade em regiões pontiagudas, consequentemente o campo elétrico nessas regiões se torna maior e pode superar, inclusive, a rigidez dielétrica do ar e dar origem ao fenômeno de vento elétrico.
(Enunciado: PAS UEM 2024, etapa 3, Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre condutores e dielétricos em eletrostática.
(01) Verdadeira. O excesso de carga num condutor se repele e se espalha até a superfície externa, que é onde as cargas ficam o mais afastadas possível umas das outras.
(02) Verdadeira, em equilíbrio eletrostático. Se houvesse campo no interior, os elétrons livres se moveriam até anulá-lo. Por isso uma casca metálica fechada protege o que está dentro de campos externos: é a blindagem eletrostática (gaiola de Faraday).
(04) Verdadeira, também em equilíbrio. Uma componente do campo tangente à superfície empurraria as cargas ao longo dela; no equilíbrio, o campo na superfície é perpendicular a ela.
(08) Falsa. Todo isolante tem uma rigidez dielétrica: acima de certo campo, ele se rompe e passa a conduzir (é o que acontece com o ar num raio ou numa faísca).
(16) Verdadeira. É o poder das pontas: a densidade de carga, e com ela o campo, é maior nas regiões pontiagudas. Se o campo ali ultrapassa a rigidez dielétrica do ar (cerca de V/m), o ar se ioniza; os íons repelidos pela ponta arrastam o ar e produzem uma corrente de ar, o “vento elétrico”.
Atenção: a UEM anulou esta questão. Um motivo provável é a redação das (02) e (04): o campo é nulo no interior e perpendicular à superfície só para condutores em equilíbrio eletrostático, condição que não está escrita. Num fio com corrente, por exemplo, há campo dentro do condutor e ao longo dele.
⚠️ A armadilha: na (08), achar que isolante nunca conduz. Com campo suficientemente intenso, qualquer dielétrico sofre ruptura.
A ideia em uma frase: no condutor em equilíbrio, a carga vai para a superfície, o campo interno é nulo e o externo é perpendicular à superfície, mais intenso nas pontas.
Resposta: questão anulada pela UEM (pela física, a soma seria 23 = 01 + 02 + 04 + 16).
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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