Uma esfera condutora inicialmente neutra é colocada em um suporte isolante, e uma barra de vidro positivamente carregada é aproximada da esfera, sem tocá-la. Com a barra no mesmo lugar, um fio é ligado entre a esfera e a terra. A barra e o fio são removidos simultaneamente. Observa-se que a esfera ficou carregada negativamente. A partir deste resultado, pode-se concluir, a respeito do movimento das cargas,
a) que cargas positivas passaram da esfera para a terra.
b) que cargas negativas passaram da terra para a esfera.
c) que cargas positivas passaram da esfera para a terra e cargas negativas passaram da terra para a esfera.
d) Não há informações suficientes para determinar se as cargas móveis são as cargas positivas, as cargas negativas ou ambas.
a) que cargas positivas passaram da esfera para a terra.
b) que cargas negativas passaram da terra para a esfera.
c) que cargas positivas passaram da esfera para a terra e cargas negativas passaram da terra para a esfera.
d) Não há informações suficientes para determinar se as cargas móveis são as cargas positivas, as cargas negativas ou ambas.
Passo 1
Vamos resumir o problema: temos uma esfera condutora inicialmente neutra apoiada em um suporte isolante. Uma barra de vidro com carga positiva é aproximada sem tocar a esfera. Em seguida, ligamos um fio entre a esfera e a terra, e depois removemos a barra e o fio ao mesmo tempo. A esfera fica carregada negativamente. Vamos usar conceitos de indução elétrica e transferência de cargas para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, ao aproximar a barra de vidro positivamente carregada da esfera condutora, ocorre indução elétrica. Isso significa que as cargas dentro da esfera se deslocam: os elétrons (cargas negativas) são atraídos para o lado da esfera mais próximo da barra, enquanto as cargas positivas são repelidas para o lado oposto.
Passo 3
Com o fio conectado entre a esfera e a terra, temos um caminho para fluxo de cargas. Como a barra está carregada positivamente, há uma carência de elétrons na esfera. A terra, sendo um reservatório de elétrons, fornece elétrons adicionais para a esfera através do fio para neutralizar essa carência.
Passo 4
Quando removemos a barra de vidro e o fio simultaneamente, os elétrons que foram fornecidos pela terra permanecem na esfera porque o suporte é isolante e não permite que as cargas voltem para a terra facilmente. Assim, a esfera acaba com um excesso de elétrons, ficando negativamente carregada.
Resposta
b) que cargas negativas passaram da terra para a esfera.