Questão FC714808
Em uma demonstração experimental, foram utilizadas três hastes verticais, feitas de material isolante e afixadas a uma base também isolante. Além das hastes, há quatro esferas cond
Sem classificação
VUNESP · 2025
Em uma demonstração experimental, foram utilizadas três hastes verticais, feitas de material isolante e afixadas a uma base também isolante. Além das hastes, há quatro esferas condutoras ideais e idênticas que estão transpassadas pelas hastes. As esferas 2, 3 e 4 estão rigidamente presas em suas hastes, sendo que as esferas 2 e 4 estão interligadas por um fio condutor ideal. A esfera 1 pode descer lentamente pela haste, guiada manualmente por uma manopla isolante, como mostra a figura.
Quando o experimento tem início, as esferas 2, 3 e 4 estão eletricamente neutras e apenas a esfera 1 possui carga igual a 720 μC. Conforme a esfera 1 desce a partir do ponto mais alto, ela estabelece o contato elétrico com as esferas 2, 3 e 4, uma após a outra. Considerando que o tempo de contato entre as esferas é suficiente para que elas atinjam o equilíbrio eletrostático, quando a esfera 1 chegar à base isolante, ela estará com carga elétrica de
- 60 μC.
- 120 μC.
- 300 μC.
- 240 μC.
- 200 μC.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
Conservação de carga e o fato de as esferas idênticas compartilharem igualmente a carga determinam o resultado.
Ao tocar a esfera 2, que está conectada à 4 por fio, a esfera 1 forma um único condutor com as esferas 2 e 4. A carga total \(720\ \mu\text{C}\) divide-se igualmente entre três esferas, ficando \(720/3=240\ \mu\text{C}\) em cada uma.
Ao tocar a esfera 3, separada das demais, a esfera 1 (com \(240\ \mu\text{C}\)) reparte sua carga com a 3: \(240/2=120\ \mu\text{C}\) em cada uma.
Finalmente, ao tocar a esfera 4 (ainda ligada à 2), a carga total nas esferas 1, 2 e 4 é \(120+240+240=600\ \mu\text{C}\). Dividindo igualmente entre as três, cada uma fica com \(600/3=200\ \mu\text{C}\). Assim, a esfera 1 terá \(200\ \mu\text{C}\).
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