Questão de Física — Cinemática — CESPE / CEBRASPE 2026

Movimento de partícula carregada em campo elétrico uniforme

Gabarito: letra E. A gotícula, carregada negativamente, ao penetrar horizontalmente numa região de campo elétrico uniforme vertical dirigido para baixo, sofre uma força elétrica vertical de sentido contrário ao campo (para cima), pois a força sobre uma carga negativa é oposta ao vetor campo elétrico. Como a força é constante, a aceleração é constante e a trajetória resultante é um arco de parábola com concavidade voltada para cima — é exatamente essa a configuração que a alternativa E representa. A fonte é o princípio fundamental da dinâmica combinado com a definição de força elétrica: $\vec{F} = q\vec{E}$.

A questão mistura dois conceitos que, juntos, determinam a trajetória: a força elétrica que age sobre uma carga imersa num campo e a composição de movimentos (um movimento uniforme na horizontal e um uniformemente variado na vertical). Vamos por partes.

1. A força elétrica sobre a carga. Toda carga elétrica $q$ imersa num campo elétrico $\vec{E}$ fica sujeita a uma força $\vec{F} = q\vec{E}$. O módulo é $F = |q|E$; a direção é a mesma do campo; o sentido depende do sinal da carga: se $q > 0$, a força tem o mesmo sentido do campo; se $q < 0$, a força tem sentido contrário ao campo. No enunciado, a gotícula é negativa e o campo aponta para baixo — logo, a força elétrica aponta para cima. Esse é o ponto central: muitos candidatos, ao verem o campo para baixo, assumem que a partícula é desviada para baixo, esquecendo o sinal da carga.

2. A composição de movimentos. A gotícula entra na região do campo com velocidade horizontal $v_0$. Na horizontal, não há força (desprezando efeitos gravitacionais e de resistência do ar), então o movimento é retilíneo e uniforme — a componente horizontal da velocidade permanece constante. Na vertical, a força elétrica constante produz uma aceleração constante $a = F/m = |q|E/m$, dirigida para cima; o movimento vertical é uniformemente variado, partindo do repouso (a componente vertical inicial da velocidade é zero). A superposição de um MRU na horizontal com um MUV na vertical gera uma trajetória parabólica — exatamente como num lançamento oblíquo, mas com a aceleração para cima.

3. Exemplo concreto. Imagine uma gotícula de massa $m = 1{,}0 \times 10^{-10}\,\text{kg}$ e carga $q = -2{,}0 \times 10^{-13}\,\text{C}$ entrando com $v_0 = 20\,\text{m/s}$ entre placas onde $E = 1{,}0 \times 10^4\,\text{N/C}$ para baixo. A força elétrica tem módulo $F = |q|E = 2{,}0 \times 10^{-13} \times 1{,}0 \times 10^4 = 2{,}0 \times 10^{-9}\,\text{N}$, dirigida para cima. A aceleração é $a = F/m = 2{,}0 \times 10^{-9} / 1{,}0 \times 10^{-10} = 20\,\text{m/s}^2$, para cima. Enquanto percorre a região das placas, a gotícula sobe cada vez mais rápido, descrevendo um arco de parábola com concavidade para cima.

4. A distinção que importa: sinal da carga × sentido do campo. A armadilha clássica é confundir o sentido do campo com o sentido da força. O campo elétrico aponta no sentido em que uma carga positiva seria empurrada; uma carga negativa é empurrada no sentido oposto. Então:

5. A pegadinha da banca. Nesta questão, a banca explora exatamente a inversão entre o sentido do campo e o sentido da força para uma carga negativa. O candidato apressado vê o campo para baixo e escolhe a alternativa que mostra a gotícula descendo; mas, como a carga é negativa, a força é para cima e a trajetória correta é a que sobe. Além disso, é preciso reconhecer que a trajetória é curva (parabólica), não uma reta inclinada — a aceleração constante muda a velocidade vertical continuamente, e a composição com o movimento horizontal uniforme produz a curvatura.

Guarde o par sinal da carga × sentido do campo: é exatamente nele que as alternativas desta questão se separam. A alternativa correta deve mostrar a gotícula descrevendo um arco de parábola com concavidade para cima, partindo horizontalmente da esquerda para a direita.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Se a figura mostra a gotícula descrevendo uma trajetória retilínea horizontal, está errada: a força elétrica vertical (para cima) necessariamente desvia a partícula da direção horizontal. Não há como o movimento permanecer retilíneo e uniforme na presença de uma força resultante não nula perpendicular à velocidade.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Se a figura mostra a gotícula descrevendo uma trajetória parabólica com concavidade para baixo, está errada: isso corresponderia a uma força resultante vertical para baixo, o que ocorreria se a carga fosse positiva (força no mesmo sentido do campo). Como a carga é negativa, a força é para cima e a concavidade deve ser para cima.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Se a figura mostra a gotícula descrevendo uma trajetória retilínea inclinada para baixo, está errada por dois motivos: (1) a trajetória não é retilínea, pois há aceleração constante perpendicular à velocidade inicial, gerando uma parábola; (2) o desvio é para cima, não para baixo, dado o sinal negativo da carga.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Se a figura mostra a gotícula descrevendo uma trajetória retilínea inclinada para cima, está errada: embora o sentido do desvio esteja correto (para cima), a trajetória não é retilínea. A aceleração constante na vertical, combinada com a velocidade horizontal constante, produz uma parábola, não uma reta.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A alternativa correta mostra a gotícula descrevendo um arco de parábola com concavidade para cima, partindo horizontalmente da esquerda para a direita. Isso é exatamente o que a física prevê: força elétrica constante para cima (carga negativa em campo para baixo) gera aceleração vertical constante para cima, e a composição com o movimento horizontal uniforme resulta na trajetória parabólica ascendente.

Gabarito: letra E — a gotícula negativa, lançada horizontalmente num campo elétrico uniforme vertical para baixo, descreve uma trajetória parabólica com concavidade para cima, pois a força elétrica sobre ela é dirigida para cima (sentido contrário ao campo).