Adaptado três esferas idênticas, muito leves, estão penduradas por fios perfeitamente isolantes, num ambiente seco. Num determinado instante, a esfera A (Qa= 20uC) toca a esfera B(Qb= -2 uC); após alguns instantes, afasta-se e toca na esfera C (Qc= -6uC), retornando à posição inicial. Após os contatos descritos, as cargas das esferas A, B e C são, respectivamente, iguais a (em uC)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício de Eletrostática, que trata das cargas elétricas e como elas se comportam quando objetos carregados interagem entre si. Temos três esferas idênticas com cargas iniciais diferentes:
- Esfera A: $ Q_a = 20,\mu C $
- Esfera B: $ Q_b = -2,\mu C $
- Esfera C: $ Q_c = -6,\mu C $
A esfera A toca a esfera B, depois toca a esfera C e retorna à posição inicial. A gente precisa descobrir quais ficam as cargas das esferas A, B e C depois desses contatos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando duas esferas idênticas (mesmo tamanho e material) se tocam, elas compartilham a carga igualmente. Isso porque como são iguais, a carga se distribui de maneira uniforme entre elas.
Passo 3
Primeiro contato: Esfera A toca a Esfera B
As cargas antes do contato são:
- $ Q_a = 20,\mu C $
- $ Q_b = -2,\mu C $
A carga total é:
Como as esferas são idênticas, cada uma vai ficar com metade da carga total:
Agora:
- Esfera A: $ 9,\mu C $
- Esfera B: $ 9,\mu C $
- Esfera C: $ -6,\mu C $
Passo 4
Segundo contato: Esfera A (agora com $ 9,\mu C
-6,\mu C $)
A carga total agora é:
Dividindo igualmente entre A e C:
Agora:
- Esfera A: $ 1.5,\mu C $
- Esfera B: $ 9,\mu C $
- Esfera C: $ 1.5,\mu C $
Resposta
Após os contatos descritos, as cargas das esferas A, B e C são, respectivamente, iguais a
,
e
.