USP, Sem Campus, Física 3, Listas de Física 3 - USP - Lista 1 - Lei de Coulomb, Campo Elétrico, Lei de Gauss, Questão 7
7) Duas esferas condutoras idênticas são colocadas próximas uma da outra. Uma das esferas tem carga elétrica , enquanto a outra tem carga , onde . Observa-se que apesar das cargas de mesmo sinal, as duas esferas se atraem. Explique por que isso pode acontecer.
Passo 1
Fala aí!! Bem-vindo! Está tendo um pouco de dificuldades nessa questão? Não se preocupe vou fazer o máximo pra te ajudar. 😉👍
Nessa questão há duas esferas condutoras fisicamente idênticas, porém com quantidade de cargas diferentes.
Uma esfera tem carga e a outra tem carga sendo que , ou seja, a quantidade de cargas da esfera com carga é muito maior que a quantidade de cargas da esfera com carga .
A partir dessas características, vamos observar que embora as esferas possuem os mesmos sinais elas acabam se atraindo 😱
Nosso objetivo aqui é descobrir por que isso acontece.
E aí, tem alguma ideia do que fazer? 👀
Passo 2
Esse fenômeno ocorre porque as cargas elétricas positivas nas esferas geram um campo elétrico ao seu redor. O campo elétrico gerado pela esfera com carga é mais intenso do que o campo elétrico gerado pela esfera com carga , devido à diferença nas magnitudes das cargas.
Quando as duas esferas são colocadas próximas, os elétrons livres nas esferas são deslocados pela influência dos campos elétricos. Os elétrons são atraídos pela esfera com carga , que possui um campo elétrico mais intenso, enquanto os prótons permanecem nas esferas.
Como resultado, a esfera com carga fica temporariamente com um excesso de carga positiva (menos elétrons) em relação à sua carga inicial, enquanto a esfera com carga adquire um excesso de carga negativa (mais elétrons) em relação à sua carga inicial. Essa redistribuição de carga cria um desequilíbrio temporário e gera uma força de atração entre as duas esferas.
No entanto, é importante destacar que essa atração é apenas temporária e diminui à medida que os elétrons são redistribuídos e o sistema alcança um novo equilíbrio. A atração resultante é fraca quando comparada à repulsão eletrostática entre cargas do mesmo sinal, mas é suficiente para ser observada quando é significativamente menor do que .
É isso! Essa resolução te ajudou? Responde Aí! ✌
Resposta
Por conta da redistribuição de cargas dentro das esferas.