Em um experimento de laboratório, duas barras metálicas, A e B, são carregadas com cargas opostas e imersas em óleo. Farelo de milho é jogado sobre o óleo e, após um certo tempo, o farelo assume o formato das linhas de campo elétrico entre as barras. A figura representa a vista superior desse experimento.
ALMEIDA, M. A. T. Introdução às ciências físicas 2 — volume 4: módulo 4. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2007 (adaptado).
Ao repetir o experimento colocando um cilindro metálico oco entre as placas, o esquema que representa o formato das linhas de campo assumido pelo farelo é:
- A
- B
- C
- D
- E
gabarito
Resolução
Para entender por que a resposta correta é a alternativa E, precisamos analisar o comportamento do campo elétrico em torno de um cilindro metálico oco colocado entre duas placas carregadas com cargas opostas.
1. Campo Elétrico entre Placas Paralelas:
- Quando duas placas metálicas são carregadas com cargas opostas, o campo elétrico entre elas é uniforme e direcionado da placa positiva para a placa negativa. Isso é representado por linhas de campo elétrico paralelas e igualmente espaçadas.
2. Inserção de um Cilindro Metálico Oco:
- Quando um cilindro metálico oco é colocado entre as placas, ele perturba o campo elétrico. O metal é um condutor, e os condutores em equilíbrio eletrostático têm a propriedade de redistribuir suas cargas de forma a cancelar o campo elétrico interno. Portanto, dentro do cilindro oco, o campo elétrico é zero.
3. Distribuição das Linhas de Campo:
- As linhas de campo elétrico não podem penetrar no interior do cilindro metálico oco. Em vez disso, elas se redistribuem ao redor do cilindro. As linhas de campo elétrico se curvam ao redor do cilindro, criando uma região onde o campo é desviado.
4. Comportamento das Linhas de Campo:
- As linhas de campo elétrico se afastam do cilindro e se curvam para contorná-lo, mantendo a continuidade do campo elétrico entre as placas. Isso resulta em uma distorção das linhas de campo ao redor do cilindro, mas elas continuam a se dirigir da placa positiva para a placa negativa.
Portanto, a alternativa correta é a que mostra as linhas de campo elétrico se curvando ao redor do cilindro metálico oco, sem penetrar em seu interior, e continuando a se dirigir da placa positiva para a placa negativa. A alternativa E representa corretamente esse comportamento, mostrando as linhas de campo elétrico desviando ao redor do cilindro e mantendo a direção geral do campo entre as placas.