No procedimento
, (i) explique o que ocorre nas cascas cilíndricas metálicas quando o objeto carregado é introduzido no interior da casca interna e está é aterrada.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para explicar o que acontece nas cascas cilíndricas metálicas quando a gente coloca um objeto carregado dentro da casca interna e ainda aterramos essa casca. Vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente sobre condutores e indução de cargas. Vamos precisar entender como as cargas se distribuem em condutores e o que significa aterramento.
Passo 2
Primeiro, quando você coloca um objeto carregado dentro da casca interna, ele cria um campo elétrico ao seu redor. Como a casca é metálica (um bom condutor), os elétrons livres na casca vão reagir a esse campo.
Passo 3
Esses elétrons vão se mover dentro da casca interna de maneira que se acumulem na superfície interna, formando uma carga oposta à do objeto carregado. Isso acontece porque os condutores tentam cancelar o campo elétrico no interior deles para alcançar o equilíbrio eletrostático.
Passo 4
Agora, como a casca interna está aterrada, isso significa que ela está conectada à Terra, que tem um reservatório praticamente infinito de cargas. Se houver excesso de carga na casca, ela pode ceder ou receber elétrons da Terra para manter o potencial da casca igual ao da Terra (que é zero).
Passo 5
No caso desse exercício, ao induzir uma carga negativa na superfície interna da casca, uma carga positiva é induzida na superfície externa. Mas como a casca está aterrada, esses elétrons extras podem escapar para a Terra, deixando a superfície externa neutra.
Passo 6
Portanto, a casca interna ajusta suas cargas para equilibrar o campo elétrico interno, e o aterramento garante que a casca não acumule carga líquida, mantendo o sistema estável.
Resposta
Quando um objeto carregado é colocado dentro da casca interna metálica e essa casca está aterrada, os elétrons na casca se redistribuem: uma carga oposta à do objeto se acumula na superfície interna da casca para neutralizar o campo elétrico interno, e qualquer excesso de carga é dissipada para a Terra, mantendo a casca neutra externamente.