Você tem duas hastes (cilindro pequeno),
e
, neutras (sem excesso de portadores de carga elétrica). Uma esfera carregando 100 unidades de carga positiva em excesso é colocada próxima à extremidade esquerda da haste
. Considere que 100 unidades de carga são suficientes para interagir consideravelmente com as dimensões das hastes. Uma extremidade da haste
toca o lado direito da haste
durante algum tempo e é removida a seguir. Qual é a carga final da haste
? Assumindo que:
b) Ambas as hastes são condutor.
b) Ambas as hastes são condutor.
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem duas hastes, chamadas de
e
, que inicialmente não têm carga elétrica. Uma esfera com 100 unidades de carga positiva é colocada perto da extremidade esquerda da haste
. Depois, a haste
toca a extremidade direita da haste
por um tempo e depois é retirada. A questão é: qual fica a carga final na haste
? Aqui, estamos lidando com eletricidade estática e vamos usar conceitos de condutores elétricos para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, quando a esfera com carga positiva de 100 unidades é trazida perto da haste
, ela cria um campo elétrico ao seu redor. Como as hastes
e
são condutoras, os elétrons (cargas negativas) dentro delas podem se mover livremente.
Passo 3
A presença da carga positiva próxima à haste
faz com que os elétrons na haste
sejam atraídos para o lado mais próximo da esfera. Isso significa que a extremidade esquerda da haste
fica com carga negativa, enquanto a extremidade direita fica com carga positiva devido à deficiência de elétrons.
Passo 4
Agora, quando a haste
toca a extremidade direita da haste
, as cargas positivas acumuladas nessa extremidade têm a oportunidade de se espalhar entre as duas hastes. Como ambas são condutoras e inicialmente estão neutras, elas vão compartilhar as cargas positivas igualmente.
Passo 5
Como a haste
já tinha uma carga positiva na extremidade direita devido à indução, essa carga será distribuída igualmente entre as hastes
e
quando estiverem em contato. Assim, cada haste ficará com metade da carga positiva original.
Passo 6
A carga total positiva induzida na haste
é de 100 unidades (igual à carga da esfera). Quando dividimos essa carga igualmente entre as hastes
e
, cada uma recebe 50 unidades de carga positiva.
Resposta
A carga final da haste
é de 50 unidades de carga positiva.