Banco de questões: Eletricidade: Linhas de Força

Em um experimento de física, um pesquisador posiciona duas cargas pontuais de sinais opostos a uma certa distância uma da outra. Com base nesse arranjo, como as linhas de força elétricas se comportam na região entre as duas cargas?

Considere uma carga pontual de 2 microcoulombs localizada no ponto A do espaço vazio. Um aluno do 2° ano do ensino médio está aprendendo sobre a configuração do campo elétrico e a noção de linhas de força, e é desafiado a desenhar as linhas de força do campo elétrico produzido por essa carga. A tarefa é para o aluno explicar o que são linhas de força e como elas podem ser utilizadas para visualizar e entender campos elétricos. Além disso, o aluno deve descrever como a intensidade do campo elétrico varia com a distância da carga pontual. Com base nessa explicação, imagine que o aluno realizou um desenho das linhas de força para a situação dada, e você é o professor responsável por avaliar a compreensão do aluno sobre o assunto. Com base no desenho e na explicação fornecida, descreva como as linhas de força se comportam à medida que se afastam da carga pontual, incluindo o padrão de distribuição e a relação com a intensidade do campo elétrico. Discuta também se as linhas de força se cruzam em algum ponto do espaço e, caso isso ocorra, o que isso implicaria para a configuração do campo elétrico nesses pontos.

Considere uma carga elétrica pontual de +2 microcoulombs localizada no vácuo. Um pequeno objeto com carga de -1 microcoulomb está posicionado a uma distância de 5 centímetros da carga pontual. Com base na Lei de Coulomb e na teoria das linhas de força, descreva a direção e o sentido das linhas de força do campo elétrico gerado pela carga pontual e como o objeto com carga negativa de -1 microcoulomb se moveria se fosse liberado do repouso nessa posição. Justifique seu raciocínio com base nos princípios da eletricidade eletrostática. Considere a constante eletrostática do vácuo como 8.99x10^9 Nm^2/C^2 e ignore os efeitos de polarização no vácuo.

Em um experimento de laboratório, duas cargas pontuais são posicionadas em um plano: uma carga positiva de +5 µC e uma carga negativa de -5 µC, separadas por uma distância de 15 cm. Observando o campo elétrico gerado por essas cargas, qual das alternativas a seguir representa corretamente o comportamento das linhas de força nesse sistema?