Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 21.4 - Ex. 4
Duas esferas condutoras de mesmo diâmetro, e , possuem cargas iguais e estão separadas por uma distância muito maior que o diâmetro (Figura. 21-22a). A força eletrostática a que a esfera está submetida devido à presença da esfera é . Uma terceira esfera , igual às duas primeiras, que dispõe de um cabo não condutor e está inicialmente neutra, é colocada em contato primeiro com a esfera (Figura 21-22b), depois com a esfera (Fig. 21-22c) e, finalmente, removida (Figura 21-22d). A força eletrostática que a esfera agora está submetida tem módulo . Qual é o valor da razão ?
Passo 1
E aí, pessoal! 😁
Nesse problema temos duas eseras condutoras idênticas de mesma carga e a força eletrostática entre elas é . Uma terceira esfera idêntica e neutra entra em contato com a primeira carga até estarem em equilíbrio e depois essa terceira esfera entra em contato com a segunda esfera. Depois desses contatos, a força eletrostática entre as esferas e é e nosso objetivo é obter .
Tem ideia de como fazemos isso? 👀
Vamos interpretar cada etapa do problema...
Repare, primeiro, nas etapas (a) e (b): Depois que as esferas e encostam-se, como elas são iguais, a carga é distribuída igualmente entre elas. Por isso, cada uma fica com depois do contato. A mesma coisa acontece em (c), com as esferas e A soma das cargas que elas possuíam antes do contato é distribuída igualmente entre elas. Por isso, cada uma leva depois da interação.
Legal, né? 😊
Passo 2
Agora, como no começo a força entre e era igual a (sendo a constante eletrostarita, a distância entre elas e e as suas cargas eletrostáticas).
a força final entre e é dada pela expressão:
Então:
E aí! entendeu tudo? Responde Aí! 😁