PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 19 do IME 2026

Três partículas puntiformes de mesmas cargas positivas são fixadas, todas sobre o eixo x, no interior do círculo tracejado centrado em uma delas. Uma quarta partícula de carga negativa é fixada por uma haste isolante sobre o eixo y, seguindo a geometria indicada.
Dados:
• cargas das partículas positivas: +Q;
• carga da partícula negativa: -Q;
• constante eletrostática do meio: k.
Observação:
• despreze as forças gravitacionais.
A força de compressão na haste é:
- A(1/12^2 + 24/13^3)(kQ^2/a^2)
- B(1/12^2 + 2/13^2)(kQ^2/a^2)
- C(1/12^2 + 5/13^3)(kQ^2/a^2)
- D(1/12^2 + 10/13^3)(kQ^2/a^2)
- E(1/12^2 + 12/13^3)(kQ^2/a^2)
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Resolução comentada
A carga -Q está em (0,12a), no topo do círculo de raio 12a. A haste liga essa carga à carga +Q da origem, e as forças elétricas sobre -Q são de atração em direção às três cargas positivas.
A haste fica comprimida quando a resultante das forças elétricas sobre -Q a empurra para a origem. A compressão é o módulo dessa resultante, que atua na direção y, pois as componentes em x se cancelam por simetria.
-
Atração da carga da origem, distância 12a, direção y (para baixo):
F_0=\frac{kQ^2}{(12a)^2}=\frac{1}{12^2}\frac{kQ^2}{a^2} -
Atração de cada carga em x=\pm5a. A distância é \sqrt{(5a)^2+(12a)^2}=13a:
F=\frac{kQ^2}{(13a)^2}=\frac{1}{13^2}\frac{kQ^2}{a^2} -
A componente vertical de cada uma tem fator \cos\theta=\dfrac{12a}{13a}=\dfrac{12}{13}:
F_y=\frac{12}{13^3}\frac{kQ^2}{a^2} -
As duas cargas laterais somam:
2F_y=\frac{24}{13^3}\frac{kQ^2}{a^2} -
A compressão total é a soma das componentes verticais, todas voltadas para baixo:
N=\left(\frac{1}{12^2}+\frac{24}{13^3}\right)\frac{kQ^2}{a^2}
Alternativa A.
Pegadinha: A alternativa B engana por somar as forças lateral e central sem projetar na vertical; E esquece uma das duas cargas laterais.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Bsoma as forças das cargas laterais sem projetá-las na vertical, ficando com 13^2 no denominador.
- Cusa o fator 5/13 (seno) em vez de 12/13, projetando na direção errada.
- Dusa 5/13 para o cosseno e conta as duas cargas, errando a projeção.
- Econsidera a componente vertical de apenas uma carga lateral, esquecendo a segunda.
Assunto: Força elétrica e lei de Coulomb.
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Fonte: IME 2026 · Prova objetiva. Prova oficial ↗