UFRGS 2012 — questão 14 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a direção do campo elétrico total no centro P.

Passo 1 — o campo de cada carga. As três cargas estão à mesma distância R do centro, então o módulo de cada campo é proporcional à carga. Chame $E_0 = kQ/R^2$. Carga positiva cria campo saindo dela; negativa, campo entrando nela:

• +Q (em cima): campo para baixo, de módulo $E_0$;

• +2Q (embaixo): campo para cima, de módulo $2E_0$;

• −Q (à esquerda): campo para a esquerda (apontando para a carga), de módulo $E_0$.

Passo 2 — somar. Na vertical: $2E_0$ para cima menos $E_0$ para baixo dá $E_0$ para cima. Na horizontal: $E_0$ para a esquerda. Duas componentes iguais, uma para cima e outra para a esquerda: a resultante aponta para cima e para a esquerda, a 45°, com módulo $\sqrt{2}\,E_0$.

Esse é o vetor $\mathbf{E}_2$.

⚠️ A armadilha: desenhar o campo da carga negativa saindo dela, para a direita. Com isso a resultante iria para cima e para a direita, o vetor $\mathbf{E}_1$ (alternativa A). Campo de carga negativa aponta para a carga.

A ideia em uma frase: campo sai da carga positiva e entra na negativa; some as componentes vertical e horizontal e veja para onde aponta a resultante.

Resposta: alternativa B ($\mathbf{E}_2$).