Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, um estudante dispõe de duas esferas metálicas A e B e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a esfera A com 4,0 μC e a B com 5,0 μC. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas elétricas das esferas serão, respectivamente, em coulumb?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de Eletricidade juntos! A questão fala sobre duas esferas metálicas, A e B, que começam neutras. Primeiro, a esfera A recebe uma carga de
e a esfera B recebe
. Depois, colocamos as duas esferas em contato para que elas cheguem ao equilíbrio eletrostático. Nosso objetivo é descobrir qual será a carga final de cada esfera em coulombs.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que quando duas esferas metálicas entram em contato, as cargas elétricas se redistribuem de maneira que ambas fiquem com o mesmo potencial elétrico. Isso significa que a carga total será dividida igualmente entre as duas esferas, desde que elas tenham o mesmo tamanho.
Passo 3
Vamos calcular a carga total antes de elas se tocarem. A esfera A tem
e a esfera B tem
. Somando essas cargas:
Passo 4
Agora, como as esferas são idênticas e entram em contato, essa carga total será dividida igualmente entre elas. Então, cada esfera ficará com metade da carga total:
Passo 5
Por fim, vamos converter a carga de microcoulombs para coulombs, já que a resposta pede em coulombs. Sabemos que:
Então,
Resposta
Após o equilíbrio eletrostático, cada esfera terá uma carga de
.