Uma bola de cortiça coberta com tinta condutora é carregada com
. Você tem três bolas de cortiça semelhantes, mas sem carga. Descreva como seria possível produzir uma bola de cortiça com carga de
. Seriam necessárias todas as três bolas extras? Explique.
Passo 1
Então, a gente tem uma bola de cortiça que está carregada com uma carga de
. Além disso, temos três bolas de cortiça iguais, mas que não têm carga nenhuma. A pergunta é: como a gente pode fazer para obter uma bola com uma carga menor, especificamente
, e será que precisamos usar todas essas três bolas extras para conseguir isso? Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre como as cargas elétricas se distribuem quando a gente tem objetos condutores.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a carga elétrica pode ser distribuída entre objetos que estão conectados ou que podem interagir de alguma forma. Nesse caso, temos uma bola já carregada e três sem carga. Se queremos diminuir a carga da bola carregada, uma maneira de fazer isso é transferindo parte da carga para as bolas sem carga.
Passo 3
Vamos considerar que, ao transferir a carga, ela se distribui igualmente entre todas as bolas envolvidas. Então, se a gente conectar a bola carregada com as três bolas sem carga, a carga total será dividida igualmente entre as quatro bolas (a original mais as três extras).
Passo 4
A carga total inicial é
. Se essa carga for distribuída igualmente entre as quatro bolas, cada uma vai receber:
Passo 5
Agora, queremos uma bola com carga de
, que é muito menor do que
. Isso significa que, distribuindo a carga igualmente entre quatro bolas, cada uma ainda fica com uma carga maior do que o que a gente quer.
Passo 6
Para alcançar a carga desejada de
, a gente precisaria distribuir a carga entre um número maior de bolas, ou seja, mais do que quatro. Como a gente só tem três bolas extras, elas não seriam suficientes para atingir a carga tão pequena que a gente quer.
Passo 7
Portanto, para conseguir uma carga de
na bola original, a gente precisaria de mais bolas além das três que já temos, já que a distribuição com apenas essas três não reduz a carga o suficiente.
Resposta
Não, as três bolas extras não são suficientes. Para obter uma carga de
na bola de cortiça original, seria necessário distribuir a carga entre mais do que essas três bolas, pois com apenas elas a carga não é reduzida o bastante.