Introdução ao Campo Elétrico
O mostrador de um relógio analógico, circular tem partículas com cargas positivas , , e nas posições da periferia correspondentes a 3, 6, 9 e 12 horas, respectivamente. Os ponteiros do relógio não perturbam o campo eletrostático criado por tais partículas.
A que horas o ponteiro das horas aponta na mesma direção e sentido do campo elétrico no centro do mostrador?
3 horas e 30 minutos.
4 horas e 30 minutos.
8 horas e 30 minutos.
10 horas e 30 minutos.
1 hora e 30 minutos.
Passo 1
Beleza, primeiro vamos tentar visualizar as coisas, ok?
Assim, considerando as coordenadas usuais, os campos elétricos gerados por cada carga serão dados por:
Assim, o campo elétrico resultante será dado por:
Finalmente:
Ou seja, o importante aqui é ver que o campo tem uma componente positiva na direção e uma componente negativa na direção , e as duas têm mesma intensidade.
Passo 2
Graficamente, o campo elétrico resultante vai ter essa cara:
Ok, mas que a horas correspondem ?
O relógio possui 12 marcações, assim, o ângulo entre cada marcação será dado por:
Logo, fazendo uma regra de 3, teremos:
Portanto:
Finalmente, o ângulo de corresponde a 4 horas e 30 minutos.
A resposta certa é a letra .
Resposta
4 horas e 30 minutos.