Uma esfera de material isolante, sem carga, esta suspensa por um fio de náilon. Um bastāo de vidro eletricamente carregado é colocado próximo a esfera.
a) O que devemos observar ao aproximarmos o bastāo da esfera. Explique sua resposta.
a) O que devemos observar ao aproximarmos o bastāo da esfera. Explique sua resposta.
Passo 1
Então, temos uma esfera isolante que não está carregada, pendurada por um fio de náilon. A gente coloca um bastão de vidro que está eletricamente carregado próximo dessa esfera. A matéria envolvida aqui é eletricidade estática, especificamente a interação entre cargas elétricas e como elas afetam objetos próximos. Para resolver essa questão, precisamos entender como campos elétricos funcionam e como eles interagem com materiais isolantes.
Passo 2
Primeiro, quando o bastão de vidro carregado se aproxima da esfera isolante, ele cria um campo elétrico ao seu redor. Mesmo que a esfera não esteja carregada inicialmente, esse campo pode influenciar as cargas dentro da esfera.
Passo 3
Como a esfera é feita de material isolante, as cargas elétricas (elétrons) dentro dela não conseguem se mover livremente como fariam em um condutor. No entanto, as cargas presentes nas moléculas da esfera podem sofrer uma pequena realocação. Isso significa que as regiões da esfera mais próximas ao bastão podem ficar ligeiramente carregadas de forma oposta à carga do bastão, enquanto as regiões mais distantes mantêm a carga original.
Passo 4
Essa realocação das cargas dentro da esfera cria um dipolo elétrico induzido, fazendo com que a esfera seja atraída pelo bastão carregado. Mesmo sem estar carregada, a esfera passa a sentir a força do campo elétrico devido à separação das cargas internas.
Resposta
Ao aproximarmos o bastão de vidro carregado da esfera isolante, observamos que a esfera é atraída pelo bastão. Isso ocorre porque o campo elétrico do bastão induz uma separação das cargas dentro da esfera, criando um dipolo elétrico que resulta na atração entre eles.
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.
Determinar:
a) O instante para o qual a velocidade é mínima.
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b) Caso o bastâo toque a esfera. O que devemos observar após o toque: o bastāo e a esfera văo continuar grudados ou se repelirão. Explique sua resposta.