Duas esferas idênticas metálicas são postas em contato. Uma delas está eletrizada com uma carga 20Q, enquanto a outra está neutra. Determine a carga elétrica de cada uma após o contato.

Passo 1

Neste exercício, vamos trabalhar com Eletrostática, que estuda as cargas elétricas em repouso. Precisamos entender como as cargas se distribuem quando duas esferas metálicas idênticas entram em contato. Para resolver isso, vamos usar o princípio da conservação da carga elétrica e a ideia de distribuição uniforme de cargas em condutores iguais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a carga total presente no sistema antes das esferas entrarem em contato. Sabemos que uma das esferas tem uma carga de 20Q e a outra está neutra, ou seja, tem carga 0.
Qtotal = 20Q + 0 = 20Q

Passo 3

Como as duas esferas são idênticas e metálicas, elas têm a mesma capacidade de armazenar carga. Quando entram em contato, as cargas se distribuem igualmente entre elas para que ambas fiquem no mesmo potencial elétrico. Portanto, a carga total será dividida igualmente entre as duas esferas.
Qcada = Qtotal2 = 20Q2 = 10Q

Resposta

Após o contato, cada esfera terá uma carga elétrica de 10Q.

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