Dispõe-se de quatro esferas metálicas iguais e isoladas umas das outras. Três delas, denominadas A, B e C, estão eletricamente neutras, enquanto a esfera D contém uma carga elétrica q. Em condições ideais, faz-se a esfera D tocar primeiro a esfera A, em seguida a B e por último a C . Depois desse procedimento, qual a carga elétrica das esferas A, B e C, respectivamente?
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Então, temos quatro esferas metálicas iguais e isoladas umas das outras. As esferas A, B e C estão eletricamente neutras, ou seja, sem carga. A esfera D, por outro lado, possui uma carga elétrica
. O problema nos pede para determinar qual será a carga elétrica das esferas A, B e C após a esfera D tocar, em sequência, cada uma delas.
Vamos precisar entender conceitos de eletrostática, especificamente sobre como as cargas elétricas se distribuem quando condutores iguais entram em contato.
Passo 2
Primeiro, a esfera D toca a esfera A. Como são duas esferas metálicas iguais e condutoras, a carga
se distribui igualmente entre as duas esferas. Então, cada uma passa a ter metade da carga inicial.
Matematicamente:
Passo 3
Em seguida, a esfera D, que agora tem carga
, toca a esfera B. Novamente, as esferas são iguais e a carga se distribui igualmente.
Então:
Passo 4
Por último, a esfera D, agora com carga
, toca a esfera C. Mais uma vez, as cargas se distribuem igualmente entre as duas esferas.
Assim:
Resposta
Após todas as transmissões, as cargas elétricas das esferas são:
A opção correta é a letra d)
.
Exercícios relacionados
Com as esferas em contato, um bastão negativamente carregado é aproximado de uma delas, que fica então, com carga 2Q. Qual a carga na outra esfera?
Duas esferas condutoras idênticas, uma com carga inicial Q e a outra descarregada, são postas em contato. (a) Qual a carga de cada esfera?
Você dispõe de duas esferas metálicas, iguais e eletricamente neutras, montadas sobre suportes isolantes, e de um bastão de ebonite carregado negativamente. Os itens de I a IV referem-se às ações necessárias para carregar eletricamente as esferas por indução.
I - Aproximar o bastão de uma das esferas.
II - Colocar as esferas em contato.
III - Separar as esferas.
IV - Afastar o bastão.
Qual a alternativa que coloca essas ações na ordem correta?
a) I, II, IV, III
b) III, I, IV, II
c) IV, II, III, I
d) II, I, III, IV
I - Aproximar o bastão de uma das esferas.
II - Colocar as esferas em contato.
III - Separar as esferas.
IV - Afastar o bastão.
Qual a alternativa que coloca essas ações na ordem correta?
a) I, II, IV, III
b) III, I, IV, II
c) IV, II, III, I
d) II, I, III, IV
Selecione as palavras (entre parênteses) que preenchem corretamente as lacunas nas três situações abaixo, respectivamente:
I) Um bastão de vidro carregado com cargas elétricas positivas repele um objeto suspenso. Conclui-se que o objeto está carregado (negativamente, positivamente)
I) Um bastão de vidro carregado com cargas elétricas positivas repele um objeto suspenso. Conclui-se que o objeto está carregado