UFRGS 2019 — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Na figura abaixo, está representado, em corte, um sistema de três cargas elétricas com seu respectivo conjunto de superfícies equipotenciais.
[Figura: três cargas puntiformes. À esquerda, a carga 2 (acima) e a carga 1 (abaixo), próximas uma da outra; cada uma é cercada por pequenas curvas fechadas, e as curvas da carga 1 ocupam uma região menor que as da carga 2. Entre 1 e 2 há uma curva que se cruza em forma de “8”, com o cruzamento mais perto da carga 1, e por fora dela há curvas fechadas que envolvem as duas cargas juntas. À direita, a carga 3 é cercada por uma família própria de curvas fechadas, quase circulares, maiores que as das cargas 1 e 2; essas curvas nunca envolvem as cargas 1 e 2. Entre os dois grupos, linhas abertas atravessam a figura de cima a baixo, separando-os.]
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A partir do traçado das equipotenciais, pode-se afirmar que as cargas ........ têm sinais ........ e que os módulos das cargas são tais que ........ .
(A) 1 e 2 – iguais –
(B) 1 e 3 – iguais –
(C) 1 e 2 – opostos –
(D) 2 e 3 – opostos –
(E) 2 e 3 – iguais –
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2019, 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: ler no desenho das equipotenciais quais cargas têm o mesmo sinal e qual é a ordem dos módulos.
Passo 1 — cargas 1 e 2: mesmo sinal. Repare na curva em forma de “8” entre elas, com curvas maiores envolvendo as duas juntas. Esse cruzamento marca um ponto de campo nulo entre as cargas. Só existe ponto de campo nulo entre duas cargas quando elas têm o mesmo sinal: aí os campos das duas, no meio, apontam em sentidos opostos e podem se cancelar.
Passo 2 — carga 3: sinal oposto ao de 1 e 2. As equipotenciais de 3 formam uma família separada, que nunca envolve 1 e 2, e entre os dois grupos passam linhas abertas, de cima a baixo. É o desenho típico de um dipolo: de um lado o potencial é positivo, do outro é negativo, e entre eles passa a região de potencial zero. Então 3 tem sinal oposto ao de 1 e 2.
Passo 3 — os módulos. Entre duas cargas de mesmo sinal, o ponto de campo nulo fica mais perto da menor (lá a carga menor compensa com a distância menor). O “8” se cruza mais perto de 1: . Já a carga 3 domina a maior região do desenho, com as curvas maiores: é a de maior módulo. Logo:
Por que não as outras: (B) põe 1 e 3 com o mesmo sinal, mas as famílias de 1 e 3 são separadas; (C) põe 1 e 2 com sinais opostos, o que não teria o ponto de campo nulo entre elas; (D) acerta que 2 e 3 têm sinais opostos, mas inverte a ordem dos módulos; (E) erra o sinal e a ordem.
⚠️ A armadilha: a alternativa D. A primeira parte está certa, e quem para aí não confere a ordem dos módulos, que está invertida: a carga 3 é a maior, não a menor.
A ideia em uma frase: equipotenciais que se fundem num “8” denunciam cargas de mesmo sinal (o cruzamento fica perto da menor); famílias separadas por linhas abertas, cargas de sinais opostos.
Resposta: alternativa A (1 e 2 – iguais – q₁ < q₂ < q₃).
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.