UFRGS 2024 — questão 26 de Física
Enunciado em texto
Duas cargas elétricas puntiformes e iguais, mas de sinais contrários, estão colocadas fixas e separadas, conforme representa a figura.
[Figura: uma reta horizontal com uma carga positiva (+) à esquerda e uma carga negativa (−) à direita.]
Desconsiderando posições no infinito, é possível encontrar uma posição onde uma terceira carga, de prova, seja colocada e sobre a qual a força resultante seja nula?
(A) Sim, à direita da carga negativa.
(B) Sim, entre as cargas, mas próxima da carga negativa.
(C) Sim, no ponto médio entre as cargas.
(D) Sim, à esquerda da carga positiva.
(E) Não, inexiste tal posição.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2024, 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: se existe, fora do infinito, um ponto onde o campo elétrico das duas cargas se anula.
Passo 1 — força nula é campo nulo. A força na carga de prova é ; ela se anula, qualquer que seja a carga de prova, só onde o campo resultante é zero. Para isso, os dois campos precisam ter a mesma intensidade e sentidos opostos. Fora da reta das cargas os dois campos não ficam opostos, então só a reta interessa.
Passo 2 — entre as cargas. O campo da positiva aponta para longe dela (para a direita) e o da negativa aponta para ela (também para a direita). Os dois se somam: nunca dá zero. Isso elimina (B) e (C).
Passo 3 — fora do segmento. À esquerda da positiva, os campos têm sentidos opostos, mas o ponto está sempre mais perto da carga positiva; como as cargas têm o mesmo módulo, o campo dela é sempre maior. À direita da negativa, o mesmo raciocínio: a negativa, mais próxima, sempre vence. Nunca se anulam. Isso elimina (A) e (D).
Conferindo: se as cargas tivessem módulos diferentes, haveria um ponto de campo nulo do lado de fora, perto da carga menor, onde a distância menor compensaria a carga menor. Com módulos iguais, essa compensação é impossível.
⚠️ A armadilha: marcar o ponto médio (alternativa C) por simetria. Isso vale para duas cargas iguais de mesmo sinal, em que os campos no meio são opostos. Com sinais contrários, no meio eles apontam para o mesmo lado e se reforçam.
A ideia em uma frase: com cargas opostas de mesmo módulo, entre elas os campos se somam e fora delas a carga mais próxima sempre ganha: não há ponto de força nula.
Resposta: alternativa E (não existe tal posição).
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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