Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 21.Problemas Adicionais - Ex. 67
As cargas iniciais das três esferas condutoras iguais a da fig. abaixo são as seguintes: esfera , ; esfera , ; esfera , , em que . As esferas e são mantidas fixas, com uma distância entre os centros , que é muito maior que o raio das esferas. A esfera é colocada em contato primeiro com a esfera e depois com a esfera antes de ser removida. Qual é o módulo da força eletrostática entre as esferas e ?
Passo 1
E aí, pessoal! 😎
O enunciado nos fala de duas esferas que estão fixas e uma terceira que pode se mover livremente. Cada uma das esferas tem uma carga inicial e a esfera C, que é a terceira que eu falei anteriormente, faz dois contatos, cada um com uma esfera diferente. E o enunciado quer saber, após esses dois contatos, qual a força que a esfera A e B fazem uma na outra, que são as esferas fixas.
Bem, quando se fala em força eletrostática, se fala em Lei de Coulomb, você lembra? Relembrando:
Em que e são duas cargas, é a constante de Coulomb e é a distância entre as duas cargas.
Parece tranquilo? 😉
Passo 2
Primeiro nós temos que saber qual a carga em cada esfera após cada toque.
Para saber a carga de cada esfera após cada toque, primeira nós precisamos saber que quando duas esferas condutoras de cargas diferentes se tocam, a carga de cada uma delas é a média aritmética das cargas antes de se tocarem, ou seja.
Para facilitar, vamos fazer uma tabelinha com as cargas de cada esfera após cada toque, assim veja só:
Legal, não é? 😊
Passo 3
Agora que sabemos a carga final em cada esfera, basta calcular a força eletrostática entre a esfera A e B com a Lei de Coulomb, pois já sabemos as cargas, as distâncias e a constante de Coulomb:
Substituindo os valores...
E aí! Entendeu tudo? Responde Aí! 😉
