Questão 128 do ENEM 2024 — Física
Introdução às ciências físicas
Em um experimento de laboratório, duas barras metálicas, A e B, são carregadas com cargas opostas e imersas em óleo. Farelo de milho é jogado sobre o óleo e, após um certo tempo, o farelo assume o formato das linhas de campo elétrico entre as barras. A figura representa a vista superior desse experimento.
Ao repetir o experimento colocando um cilindro metálico oco entre as placas, o esquema que representa o formato das linhas de campo assumido pelo farelo é:
Resolução comentada
A questão cobra eletrostática: linhas de campo elétrico e blindagem por condutores. No experimento, a barra A tem cargas positivas (+) e a B, negativas (-). As linhas de campo saem das cargas positivas e chegam às negativas, portanto no esquema inicial elas são retas paralelas, apontando de A para B.
Ao inserir um cilindro metálico oco, aplicam-se duas propriedades de condutores em equilíbrio eletrostático. A primeira: o campo elétrico no interior do condutor é nulo, então nenhuma linha de campo atravessa a região do cilindro (a chamada blindagem eletrostática). A segunda: na superfície do condutor, o campo é sempre perpendicular a ela, então as linhas chegam e saem do cilindro fazendo ângulo reto com sua superfície. Além disso, as cargas do metal se redistribuem: o lado voltado para A fica negativo (as linhas terminam ali) e o lado voltado para B, positivo (as linhas recomeçam ali).
A opção correta mostra as linhas indo de A para B, deformadas ao redor do cilindro, terminando e começando perpendicularmente à sua superfície e sem nenhuma linha dentro dele. Os distratores: os esquemas com linhas atravessando o círculo ignoram a blindagem; os que invertem o sentido das setas (de B para A) trocam o sinal das cargas, pois o campo sempre sai da carga positiva; e o esquema em que as linhas se cruzam dentro do cilindro é impossível, já que linhas de campo nunca se cruzam e o campo ali é nulo.