Checkpoint 1.4.2
Quando um objeto positivamente carregado é aproximado de um pedaço de papel neutro, a soma vetorial das forças exercidas sobre o papel é atrativa ou repulsiva?

Passo 1

O enunciado diz que temos um objeto com carga positiva se aproximando de um pedaço de papel neutro. O conteúdo aqui é eletrostática e, em particular, indução de cargas em corpos neutros. Vamos analisar como as cargas no papel se rearranjam e qual é o resultado da soma vetorial das forças que o objeto exerceria sobre ele.

Passo 2

Quando o objeto positivamente carregado chega perto do papel neutro, ele atrai as cargas negativas (elétrons) do papel para a face mais próxima e repele levemente as cargas positivas para a face oposta. Isso cria uma separação de cargas no papel, mas o papel continua eletricamente neutro no total.

Passo 3

Cada elétron que se desloca para a face próxima ao objeto sofre uma força de atração \vec{F}_e dirigida em direção ao objeto. As cargas positivas “empurradas” para trás sentem uma força de repulsão \vec{F}_p também dirigida para longe do objeto, mas como essas cargas ficaram mais distantes, a magnitude de \vec{F}_p é menor que a de \vec{F}_e.

Passo 4

A soma vetorial das forças sobre todas as cargas do papel é
\sum \vec{F} = \sum \vec{F}_e + \sum \vec{F}_p,
onde \sum \vec{F}_e domina porque as cargas negativas estão mais próximas e são atraídas com maior intensidade. Portanto, \sum \vec{F} aponta em direção ao objeto carregado.

Resposta

A soma vetorial das forças exercidas sobre o papel é atrativa.

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