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Questão FC714816

Considere o seguinte experimento para mostrar o princípio da conservação da carga elétrica. Quatro esferas idênticas condutoras ideais, numeradas de 1 a 4, são transpassadas por du

Sem classificação

VUNESP · 2025

Considere o seguinte experimento para mostrar o princípio da conservação da carga elétrica.

 

Quatro esferas idênticas condutoras ideais, numeradas de 1 a 4, são transpassadas por duas hastes verticais isolantes, fixadas a uma base também isolante. Em uma das hastes, estão presas as esferas 2, 3 e 4, que iniciam o experimento sem carga elétrica. As esferas 2 e 4 estão conectadas por um fio condutor ideal. Na outra haste, a esfera 1, que inicia o experimento com carga elétrica 360 μC, é descida lentamente, levada por uma manopla isolante e guiada por sua haste até chegar à base. Durante a descida, a esfera 1 entra em contato com as esferas 2, 3 e 4, uma após a outra, por um tempo suficiente para que o equilíbrio eletrostático entre elas seja atingido.

 

 

Nessas condições, quando a esfera 1 chegar à base, a esfera 4 ficará com uma carga elétrica igual a

  1. 180 μC.
  2. 100 μC.
  3. 60 μC.
  4. 30 μC.
  5. 120 μC.
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Gabarito

B

Comentário do professor

A chave é reconhecer que as esferas idênticas em contato ou ligadas por fio chegam ao mesmo potencial e, portanto, a carga se distribui igualmente entre elas.

1) Ao tocar a esfera 2 (que está ligada à 4), a carga total \(360\ \mu\mathrm{C}\) se reparte entre as três esferas 1,2 e 4: \(360/3=120\ \mu\mathrm{C}\) em cada uma.

2) Em seguida, 1 toca a esfera 3 isolada; as duas trocam carga e passam a ter \(120/2=60\ \mu\mathrm{C}\) cada.

3) Por fim, 1 (com \(60\ \mu\mathrm{C}\)) toca a esfera 4, que está ligada a 2; a carga total entre 1,2 e 4 fica \(60+120+120=300\ \mu\mathrm{C}\) e se divide igualmente entre as três: \(300/3=100\ \mu\mathrm{C}\).

Logo, a esfera 4 termina com 100 μC.

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