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Questão 80 (CFS 1) da EEAR 2018

CFS 1 · Física: Carga elétrica e processos de eletrização

– Pedrinho visitou o laboratório de Física de sua escola e se encantou com um experimento denominado pêndulo eletrostático, que é constituído por uma esfera pequena e leve, suspensa por um fio fino e isolante, é utilizado para detectar se um corpo está ou não eletrizado. Resolvendo brincar com o experimento, Pedrinho aproxima do pêndulo um bastão e observa que a esfera é atraída por ele. Considere as afirmações a seguir sobre a observação de Pedrinho:

Esquema de um pêndulo eletrostático suspenso em um suporte com base, cuja esfera é atraída na direção de um bastão posicionado à sua esquerda

1 – A esfera e o bastão estão carregados com cargas de mesmo sinal.
2 – A esfera possui carga de sinal contrário ao do bastão.
3– A esfera pode estar descarregada.
4 – O bastão pode estar carregado positivamente.

A alternativa que apresenta a(s) afirmação(ões) correta(s) é:

  1. A
    1, somente
  2. B
    2, 3 e 4, somente
  3. C
    3 e 4, somente
  4. D
    todas
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Resolução comentada

A esfera é atraída pelo bastão. Em eletrostática, isso pode ocorrer em duas situações:

  • Cargas de sinais opostos: a atração é direta, como entre um corpo positivo e um negativo.
  • Esfera neutra e bastão carregado: o bastão induz a polarização da esfera. As cargas de sinal contrário ao do bastão se aproximam dele, e as de mesmo sinal se afastam. Como a distância até as cargas opostas é menor, a atração vence a repulsão, e a esfera é atraída.

A repulsão só aparece com cargas de mesmo sinal. Como houve atração, vamos conferir cada afirmação:

  1. Falsa. Cargas de mesmo sinal se repeliriam, e não se atrairiam.
  2. Falsa. Só seria garantida se tivéssemos certeza de que a esfera está carregada. Ela pode estar neutra, então a afirmação não é necessariamente verdadeira.
  3. Verdadeira. A esfera pode estar descarregada e ser atraída por indução.
  4. Verdadeira. O bastão pode ser positivo: atrai uma esfera negativa ou uma esfera neutra.

Só 3 e 4 estão corretas.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa B engana quem esquece que um corpo neutro também é atraído por um corpo carregado, por indução, e assume que a atração exige cargas opostas.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AAfirma que cargas de mesmo sinal se atraem, quando na verdade se repelem.
  • BInclui a afirmação 2, que não é obrigatória, pois a esfera pode estar neutra e ainda assim ser atraída.
  • DInclui as afirmações 1 e 2, sendo que a 1 é falsa e a 2 não é necessariamente verdadeira.

Assunto: Carga elétrica e processos de eletrização.

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Fonte: EEAR 2018 · CFS 1. Prova oficial ↗