(a) Uma barra de vidro positivamente carregada atrai um objeto suspenso. Podemos concluir que o objeto está carregado negativamente? (b) A mesma barra carregada positivamente repele o objeto suspenso. Podemos concluir que o objeto está positivamente carregado?
- (a) Não. Poderíamos estar lidando com um objeto neutro porém metálico, sobre o qual seria possível induzir uma carga, que passaria então a ser atraído pela barra. (b) Sim, pois não se pode induzir carga de mesmo sinal.
Passo 1
Então, a gente tem um exercício de eletrostática que trata sobre cargas elétricas e forças entre elas. O enunciado nos apresenta uma barra de vidro carregada positivamente que interage com um objeto suspenso. Vamos precisar entender como as cargas se atraem e se repelem, além de conceitos como indução de carga. Vamos resolver as duas partes do exercício passo a passo!
Passo 2
Parte (a): A barra de vidro carregada positivamente atrai o objeto suspenso. Queremos saber se isso significa que o objeto está carregado negativamente.
Primeiro, vamos lembrar que cargas opostas se atraem. Então, se a barra é positiva e atrai alguma coisa, poderíamos pensar que o objeto é negativo. Mas não é tão simples assim!
Passo 3
Na verdade, o objeto pode estar neutro, ou seja, sem carga líquida. Se o objeto for metálico, os elétrons (que são negativos) podem se mover facilmente dentro dele. Quando a barra positiva se aproxima, ela atrai os elétrons do objeto para o lado mais próximo da barra, deixando o outro lado com carga positiva.
Passo 4
Esse rearranjo das cargas dentro do objeto neutro cria um dipolo elétrico: um lado fica com excesso de carga negativa e o outro com excesso de carga positiva. Mesmo sendo neutro no total, o lado negativo fica mais próximo da barra positiva, resultando numa força de atração.
Passo 5
Portanto, a atração não necessariamente indica que o objeto está carregado negativamente. Ele pode ser neutro, mas com a carga negativa induzida na interface próxima à barra.
Passo 6
Parte (b): A barra de vidro carregada positivamente repele o objeto suspenso. Queremos saber se isso significa que o objeto está carregado positivamente.
Quando duas cargas positivas se aproximam, elas se repelem. Se a barra positiva está repelindo o objeto, a conclusão lógica é que o objeto também possui carga positiva.
Passo 7
Isso acontece porque cargas de mesmo tipo (ambas positivas) se repelem. Então, se o objeto estivesse carregado negativamente, ele seria atraído, não repelido.
Resposta
(a) Não podemos concluir que o objeto está carregado negativamente, pois ele pode ser neutro com carga induzida.
(b) Sim, o objeto está positivamente carregado, já que cargas iguais se repelem.
(b) Sim, o objeto está positivamente carregado, já que cargas iguais se repelem.
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(b).