Exercícios Resolvidos de Campo Elétrico Gerado por uma Linha de Cargas

Unicamp, Física 3, 2019.2, P1, Questão 2.

Uma carga positiva + Q é distribuída uniformemente na metade inferior de uma haste e uma carga negativa - Q é distribuída uniformemente na metade superior. Qual é a orientação do campo elétrico em um ponto P sobre a mediatriz do segmento de reta que liga as duas cargas?

a)

b)

c)

d)

e) zero

Passo 1

Nesse problema, as cargas que estão produzindo o campo não são pontuais, elas formam uma distribuição de carga.

Nesses casos, a gente precisa pensar na simetria do problema. Pra fazer isso, temos que começar olhando pra um pequeno trecho de cada parte da haste.

Primeiro vamos traçar uma reta ligando cada pequeno trecho ao ponto P :

Beleza, essa reta dá a direção do campo, mas como sabemos o sentido?

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

O trecho positivo vai gerar um campo que aponta no sentido que se afasta dele:

O trecho negativo vai gerar um campo que aponta no sentido que se aproxima dele:

Fazendo a soma vetorial desses dois campos (usando a regra do paralelogramo, por exemplo), a gente pode encontrar o campo resultante:

Por simetria, a gente sabe que a mesma coisa vai acontecer quando a gente pegar os outros trechos da barra: a resultante sempre aponta na vertical para cima!

Então a resposta certa é a letra (c)

Resposta

Alternativa (c).

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