Questão 3 O campo elétrico das cargas elétricas positivas aponta sempre:
a) ( ) de forma perpendicular às cargas elétricas.
c) ( ) paralelamente às cargas elétricas. e) para fora das cargas elétricas.
b)
( ) de forma oblíqua às cargas elétricas.
d) ( ) para dentro das cargas elétricas.
a) ( ) de forma perpendicular às cargas elétricas.
c) ( ) paralelamente às cargas elétricas. e) para fora das cargas elétricas.
b)
( ) de forma oblíqua às cargas elétricas.
d) ( ) para dentro das cargas elétricas.
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a direção do campo elétrico gerado por cargas elétricas positivas. As alternativas dadas são:
a) de forma perpendicular às cargas elétricas.
b) de forma oblíqua às cargas elétricas.
c) paralelamente às cargas elétricas.
d) para dentro das cargas elétricas.
e) para fora das cargas elétricas.
a) de forma perpendicular às cargas elétricas.
b) de forma oblíqua às cargas elétricas.
c) paralelamente às cargas elétricas.
d) para dentro das cargas elétricas.
e) para fora das cargas elétricas.
O que se pede: escolher a alternativa correta que descreve para que lado (direção) o campo elétrico aponta no caso de cargas positivas.
Passo 2
Definição básica e convenção importante (isso é essencial para entender a resposta): o campo elétrico em um ponto é um vetor que indica a força por unidade de carga que uma carga de teste positiva sentiria naquele ponto. Escrevendo isso em fórmula:
onde
é a força elétrica sobre a carga de teste
. Repare que a definição usa uma carga de teste positiva
: por convenção o campo aponta na direção da força que uma carga positiva sofreria.
Passo 3
Use a lei de Coulomb para ver o sentido do campo gerado por uma carga pontual fonte. Seja
a carga fonte e
a carga de teste. A força de Coulomb entre elas vale
onde
é a constante eletrostática,
é a distância entre as cargas e
é o vetor unitário que aponta da carga fonte para a carga de teste (ou seja, aponta para fora da carga fonte). Dividindo por
para obter o campo:
Agora observe o sinal: se
(carga fonte positiva), o fator
é positivo e o campo
tem a mesma direção de
, isto é, aponta do centro da carga para o exterior — ou seja, “para fora” da carga.
Passo 4
Interpretação física e por que as outras alternativas estão incorretas:
- A ideia central: cargas positivas repelem cargas positivas. Como o campo é a direção da força sobre uma carga positiva, ele aponta no sentido de repulsão — para longe da carga positiva.
- Alternativa (d) “para dentro das cargas elétricas” está incorreta: esse é o comportamento para cargas negativas (o campo aponta em direção a cargas negativas).
- Alternativas (a), (b) e (c) dão descrições vagas ou sem sentido universal: “perpendicular”, “oblíqua” ou “paralela” não descrevem corretamente a direção geral do campo produzido por uma carga positiva (exceto casos geométricos específicos, mas a pergunta pede regra geral). A regra geral e bem conhecida é que linhas de campo saem (para fora) de cargas positivas.
Passo 5
Exemplos rápidos para fixar:
- Para uma carga puntiforme positiva, as linhas de campo são radiais e saem do ponto (todas apontam para fora). Isso é diretamente o que a fórmula
mostra quando . - Para uma esfera condutora carregada positivamente, fora da esfera o campo também é radial e aponta para fora; na superfície de um condutor em equilíbrio o campo é perpendicular à superfície, mas novamente aponta para fora se a carga for positiva.
Força um passo de cada vez: lembra que a convenção usa carga de teste positiva — por isso a direção do campo coincide com a direção da força sobre uma carga positiva.
Resposta
e) para fora das cargas elétricas.