Duas esferas condutoras idênticas, uma com carga inicial Q e a outra descarregada, são postas em contato. (a) Qual a carga de cada esfera?

Passo 1

Vamos lá! Temos duas esferas condutoras que são exatamente iguais. Uma delas já está com uma carga Q, e a outra não tem carga nenhuma. Quando essas duas esferas entram em contato, a gente quer descobrir como essa carga Q vai se dividir entre elas. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletrostática, especialmente sobre como a carga se distribui em condutores.

Passo 2

Primeiro, é importante saber que a carga total do sistema permanece a mesma antes e depois das esferas se tocarem. Isso é por causa da lei da conservação da carga, que diz que a carga não pode ser criada nem destruída, apenas distribuída.

Passo 3

Como as duas esferas são idênticas e condutoras, quando elas estão em contato, a carga Q vai se espalhar igualmente entre elas. Isso acontece porque os elétrons livres nas esferas se movem para balancear a carga de forma uniforme.

Passo 4

Então, para encontrar a carga em cada esfera depois do contato, a gente simplesmente divide a carga total Q por 2.

Resposta

Cada esfera fica com uma carga de .

Exercícios relacionados

Considere um lançamento oblíquo no qual verificou-se que o tempo total do movimento foi . Além disso, foi medido o tempo necessário para que esse objeto atingisse uma certa altura , continuasse seu movimento de subida e então retornasse a esta mesma altura, tendo sido esse tempo . Com base nesse experimento, determine a aceleração da gravidade.
Uma pedra é lançada do topo de um penhasco de altura por uma pessoa com altura formando um ângulo com a horizontal. Considerando que o módulo da velocidade de saída é , determine a que distância do penhasco deve estar uma segunda pessoa de altura para que ela possa pegar a pedra arremessada.
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?
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)