UFRGS 2011 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Considere uma casca condutora esférica eletricamente carregada e em equilíbrio eletrostático. A respeito dessa casca, são feitas as seguintes afirmações.
I. A superfície externa desse condutor define uma superfície equipotencial.
II. O campo elétrico em qualquer ponto da superfície externa do condutor é perpendicular à superfície.
III. O campo elétrico em qualquer ponto do espaço interior à casca é nulo.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2011, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: reconhecer as propriedades de um condutor carregado em equilíbrio.
A chave: “equilíbrio eletrostático” quer dizer que as cargas livres do condutor estão paradas. Tudo sai daí.
Afirmação I — correta. Se houvesse diferença de potencial entre dois pontos do condutor, as cargas livres correriam de um para o outro. Paradas, elas mostram que o condutor inteiro (e, portanto, sua superfície) está num mesmo potencial: é uma superfície equipotencial.
Afirmação II — correta. Se o campo na superfície tivesse uma componente tangente a ela, essa componente empurraria as cargas ao longo da superfície. Como elas estão paradas, o campo só pode ser perpendicular à superfície. (É também o que se espera de uma equipotencial: o campo é sempre perpendicular a ela.)
Afirmação III — correta. As cargas em excesso ficam na superfície externa. Na casca esférica oca, sem cargas lá dentro, o campo no espaço interior é nulo: é a blindagem eletrostática (gaiola de Faraday).
⚠️ A armadilha: confundir “campo nulo dentro” com “potencial nulo dentro” e duvidar da I. O potencial no interior não é zero; ele é constante, igual ao da superfície. Campo nulo significa só que o potencial não varia.
A ideia em uma frase: num condutor em equilíbrio, as cargas estão paradas: por isso ele é equipotencial, o campo na superfície é perpendicular a ela e o campo no interior é nulo.
Resposta: alternativa E (I, II e III).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.