Um bastão carregado positivamente é mantido próximo a uma bola suspensa por um fio isolador. A bola é vista inclinando- se na direção ao bastão carregado. O que se pode concluir?
(A) A bola deve ter a carga oposta àquela do bastão.
(B) A bola pode ter sido originalmente neutra, mas tornou- se carregada quando o bastão foi mantido próximo.
© A bola deve ser um condutor.
(D) A bola não é positivamente carregada, mas poderia ser neutra
Explique brevemente o motivo.
(A) A bola deve ter a carga oposta àquela do bastão.
(B) A bola pode ter sido originalmente neutra, mas tornou- se carregada quando o bastão foi mantido próximo.
© A bola deve ser um condutor.
(D) A bola não é positivamente carregada, mas poderia ser neutra
Explique brevemente o motivo.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que está acontecendo aqui. Temos um bastão carregado positivamente sendo mantido próximo a uma bola que está suspensa por um fio isolador. Vemos que a bola está inclinando-se na direção do bastão. Estamos trabalhando com o tema de Eletrostática, especificamente com forças entre cargas elétricas. Para resolver isso, vamos precisar entender como as cargas interagem e como elas podem influenciar a posição da bola.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que cargas elétricas do mesmo tipo se repelem e cargas opostas se atraem. O bastão está carregado positivamente, então ele exerce uma força sobre a bola. Se a bola se inclina em direção ao bastão, isso indica que há uma atração acontecendo.
Passo 3
Agora, vamos considerar as possíveis situações da carga na bola:
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Se a bola fosse positivamente carregada, ela se repeliria do bastão, já que cargas iguais se repelem. Mas como a bola está se inclinando em direção ao bastão, isso não parece ser o caso.
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Se a bola fosse negativamente carregada, ela seria atraída pelo bastão positivamente carregado, o que explicaria a inclinação.
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Se a bola fosse neutra inicialmente, ela poderia se tornar temporariamente carregada por indução. Isso significa que as cargas dentro da bola se redistribuem quando o bastão se aproxima: as cargas negativas são atraídas para o lado mais próximo ao bastão, criando uma separação de cargas que resulta em uma atração líquida.
Passo 4
Além disso, o fato de o fio ser isolador é importante porque impede que as cargas se movam livremente para longe da bola. Isso ajuda a manter a distribuição de cargas na bola de forma que a atração seja observada.
Passo 5
Agora, vamos analisar as opções:
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Opção A: Se a bola tivesse carga oposta ao bastão, ela certamente seria atraída. Porém, isso não é a única possibilidade, pois a bola também pode estar neutra e ser atraída por indução.
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Opção B: A bola poderia ter sido neutra e ficar carregada por indução, o que é uma possibilidade válida.
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Opção C: Não é necessário que a bola seja um condutor para que a indução ocorra; mesmo objetos isolantes podem ter separação de cargas.
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Opção D: A bola não precisa ser positivamente carregada e pode estar neutra, mas com uma distribuição de cargas que causa atração.
Resposta
A opção correta é D) A bola não é positivamente carregada, mas poderia ser neutra. Isso porque a força de atração observada pode ocorrer mesmo que a bola esteja inicialmente neutra, devido à redistribuição de cargas por indução quando o bastão carregado positivamente se aproxima.