Ao repetir o experimento colocando um cilindro metálico oco entre das placas, o esquema que representa o formato das linhas de campo assumido pelo farelo é:
ENEM 2024/127
Para resolver esta questão, precisamos entender como as linhas de campo elétrico se comportam na presença de um cilindro metálico oco entre duas placas carregadas com cargas opostas.
As linhas de campo elétrico sempre saem da carga positiva e entram na carga negativa. Quando um objeto condutor é colocado no campo elétrico, ele distorce as linhas de campo ao seu redor. No caso de um cilindro metálico oco, o campo elétrico dentro do cilindro será zero, pois o campo elétrico dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo.
Como resultado, as linhas de campo elétrico contornarão o cilindro metálico oco. Isso acontece porque o campo elétrico não pode penetrar o interior de um condutor em equilíbrio eletrostático, forçando as linhas de campo a se ajustarem ao redor do cilindro.
A alternativa correta deve representar as linhas de campo elétrico contornando o cilindro. Analisando as opções fornecidas, a opção que representa corretamente essa configuração é a:
(E)
Esta questão aborda o comportamento das linhas de campo elétrico na presença de um condutor metálico oco.
As linhas de campo elétrico representam a direção e a intensidade do campo. Elas se originam em cargas positivas e terminam em cargas negativas, e são sempre perpendiculares à superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático. Uma propriedade fundamental é que o campo elétrico dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático é sempre zero.
Quando um cilindro metálico oco é colocado entre as placas carregadas, as cargas livres dentro do metal se movem até que o campo elétrico interno seja anulado. Isso resulta em uma redistribuição de cargas na superfície do cilindro. As linhas de campo, então, contornam o cilindro, mantendo-se perpendiculares à sua superfície e sem penetrar em seu interior.
A alternativa (E) representa corretamente essa situação. As linhas de campo se curvam ao redor do cilindro oco, respeitando a condição de campo nulo dentro do condutor e a perpendicularidade com a superfície.
As demais alternativas apresentam os seguintes erros:
(A): As linhas convergem para o centro, indicando um campo elétrico interno não nulo.
(B): As linhas atravessam o cilindro, o que também contradiz a condição de campo nulo dentro do condutor.
(C): A distribuição das linhas não reflete a perturbação causada pelo cilindro oco, mostrando uma concentração inadequada na região central.
(D): A configuração é assimétrica e as linhas não são perpendiculares à superfície do cilindro.