Uma pequena esfera de metal está pendurada por uma linha isolante dentro de uma esfera condutora grande e oca, como na figura. Um fio condutor estendido atravessa a pequena esfera e o pequeno orifício na esfera oca, porém sem tocá-la. Um bastão carregado é usado para transferir carga positiva para o segmento do fio que está fora da esfera oca. Após o bastão carregado ter tocado o fio e ter sido removido as seguintes superfícies estarão com carga positiva, carga negativa ou descarregada? Explique.
A pequena esfera.
A superfície interna da oca.
A superfície externa da esfera oca.
Passo 1
Depois de o bastão carregado transferir cargas positivas (ou melhor dizendo, receber cargas negativas do fio condutor, já que são as cargas negativas que podem se mover!) para o fio condutor, temos que as cargas se distribuirão pela pequena esfera de metal, de modo a obter a configuração de menor energia possível. Além disso, temos que as cargas estarão distribuídas na superfície da esfera, por se tratar de um condutor.
Logo, teremos que a pequena esfera está positivamente carregada.
Passo 2
Por termos a pequena esfera de metal positivamente carregada, serão induzidas, na superfície interna da esfera oca, cargas negativas e de mesmo módulo que a carga da pequena esfera.
Logo, será induzida, na superfície interna da esfera oca, uma carga negativa de mesmo módulo que carga que está presente na pequena esfera pendurada.
Passo 3
Pensando apenas na esfera oca, como ela estava neutra anteriormente, e não recebeu nenhum tipo de carga, temos que ela permanece neutra, ou seja, o número de cargas positivas é igual ao de cargas negativas. Como foi induzida uma carga negativa na superfície interna, e lembrando que não temos campo no interior de um condutor, uma carga positiva será induzida na superfície externa da esfera oca, e está terá o mesmo módulo que a carga negativa induzida na superfície interna.
Será induzida, na superfície externa da esfera oca, uma carga positiva de mesmo módulo que a carga negativa induzida na superfície interna da esfera oca.
Resposta
A pequena esfera está positivamente carregada.
Será induzida, na superfície interna da esfera oca, uma carga negativa de mesmo módulo que carga que está presente na pequena esfera pendurada.
Será induzida, na superfície externa da esfera oca, uma carga positiva de mesmo módulo que a carga negativa induzida na superfície interna da esfera oca.