Um condutor oco, grande e isolado, está carregado com uma carga
. Através de uma pequena abertura no topo desse condutor introduz-se uma esfera metálica pequena com carga
, suspensa por um fio isolante, a qual permite-se que toque a superfície interna do condutor sendo, então, retirada. Qual será, depois disso, a carga no condutor? E na esfera? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um condutor oco, grande e isolado que tem uma carga
. A gente vai trabalhar com eletricidade estática aqui. Precisamos entender como as cargas se distribuem quando uma esfera metálica com carga
é introduzida dentro do condutor e toca a sua superfície interna. Vamos resolver isso passo a passo!
Passo 2
Primeiro, quando a esfera metálica com carga
é introduzida no condutor oco, ela está sendo trazida para dentro da cavidade do condutor. O condutor, como é isolado e inicialmente tem carga
, vai reagir para manter o equilíbrio eletrostático.
Passo 3
Ao tocar a superfície interna do condutor, a esfera metálica permite que as cargas se redistribuam. Como a esfera tem carga
, ela vai atrair as cargas positivas do condutor para se neutralizar. Isso faz com que uma carga
se acumule na superfície interna do condutor para equilibrar a carga da esfera.
Passo 4
Agora, como o condutor é grande e isolado, a carga total no condutor precisa ser mantida. Inicialmente, o condutor tinha
. Quando
se move para a superfície interna devido �� presença da esfera, a superfície externa do condutor perde essa carga, ficando com
.
Passo 5
Depois que a esfera é retirada, a carga
que estava na superfície interna do condutor não tem mais a esfera para neutralizar. Portanto, essa carga
se distribui novamente na superfície externa do condutor para manter o equilíbrio eletrostático.
Resposta
Após todo o processo, o condutor permanece com uma carga total de
distribuída na sua superfície externa, e a esfera metálica fica sem carga, ou seja, com carga
.
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