Exercícios Resolvidos de Linhas de Campo Elétrico

UFRJ- Física 3 – P1 2017.1 - DIURNO - 3

A figura mostra um sistema formado por partículas carregadas com cargas q 1 e q 2 e uma das linhas de campo que sai de q 1 e chega em q 2 . A reta tracejada é perpendicular à reta que passa pelas cargas e estas estão à mesma distância d da reta tracejada.

A partir do desenho, podemos afirmar que:

  1. q 1 > 0 , q 2 < 0 e que q 1 < | q 2 | ;
  2. q 1 > 0 , q 2 < 0 e que q 1 > | q 2 | ;
  3. q 1 > 0 , q 2 < 0 e seus módulos são iguais;
  4. q 1 < 0 , q 2 > 0 e que q 1 < | q 2 | ;
  5. q 1 < 0 , q 2 > 0 e que q 1 > | q 2 | ;

Passo 1

As linhas de campo elétrico saem das cargas positivas e terminam nas cargas negativas. Por isso, a carga q 1 é positiva e q 2 é negativa neste problema.

Outro ponto importante é: O CAMPO ELÉTRICO EM UM PONTO SOBRE A LINHA DE CAMPO É TANGENTE À LINHA DE CAMPO NAQUELE PONTO. Então, não se confunda: uma linha de campo elétrico não representa, ela mesma, um campo elétrico.

Vamos usar essa informação no próximo passo...

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Claramente, cada uma das cargas da figura gera um campo elétrico diferente, pois a intensidade do campo elétrico, tangente à linha de campo, à esquerda da reta tracejada vertical é diferente de sua intensidade à direita desta reta.

Para vermos qual das cargas tem módulo maior, considere a figura abaixo.

Na figura à esquerda, temos q 1 = q e q 2 = - q . Vamos considerar o ponto que está à mesma distância das duas cargas. O campo gerado pela carga positiva é de afastamento e o gerado pela carga negativa de aproximação.

Como as cargas têm mesmo módulo e estão à mesma distância do ponto considerado, os módulos | E → q | são iguais. Isso significa que o campo resultante E → R é paralelo à linha que une as cargas q e – q , como mostra a figura.

Por outro lado, na figura à direita, o campo elétrico resultante, também tangente à linha de campo nesse mesmo ponto, é diferente daquele da figura à direita. Por isso, o campo elétrico resultante à direita tem intensidade diferente. Até aqui, tá OK?

Agora, repare que o campo resultante à direita está mais inclinado para cima. Isso significa que o campo E → q 1 produzido pela carga q 1 é mais intenso e contribui mais para a intensidade do campo resultante, por isso este tem módulo, direção e sentido diferentes como indica a figura.

Portanto, a carga q 1 tem módulo maior que a carga q 2 : q 1 > | q 2 | .

Resposta

Portanto, a resposta correta é a letra b)

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