Questão FC784293
Três esferas condutoras idênticas, A, B e C, inicialmente neutras, estão dispostas, respectivamente, em uma linha reta. Eletriza-se a esfera A com uma carga de -6Q. Em seguida, é r
Eletrostática
Instituto AOCP · 2024
Três esferas condutoras idênticas, A, B e C, inicialmente neutras, estão dispostas, respectivamente, em uma linha reta. Eletriza-se a esfera A com uma carga de -6Q. Em seguida, é realizado o contato entre as esferas A e B, que, após alguns segundos, são separadas, retornando para suas posições iniciais. Após, encostam-se as esferas A e C, que também são separadas após alguns segundos, fazendo com que elas retornem a suas posições iniciais. Considerando o exposto, assinale a alternativa correta.
- As esferas A e C ficaram carregadas com cargas negativas, enquanto a esfera B ficou carregada com cargas positivas.
- A força elétrica, calculada a partir da Lei de Coulomb, que atua entre quaisquer duas esferas escolhidas, será de repulsão.
- A carga final da esfera B é de +3Q e da esfera C é de +1,5Q.
- Como a esfera A está negativamente carregada, os prótons da esfera B serão transferidos para a esfera A, para que o excesso de carga negativa seja anulado.
- Se, ao invés de esferas, fossem usadas pirâmides de bases triangulares, a carga também seria distribuída igualmente por toda a superfície das pirâmides.
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Gabarito
B
Comentário do professor
Por conservação de carga e por as esferas serem idênticas, a carga se divide igualmente a cada contato. Após A tocar B: \(( -6Q + 0 )/2 = -3Q\) em cada uma. Depois A toca C: \(( -3Q + 0 )/2 = -1{,}5Q\) para A e para C. As cargas finais ficam A = \(-1{,}5Q\), B = \(-3Q\), C = \(-1{,}5Q\).
Segundo a Lei de Coulomb, \(F = k\frac{|q_1 q_2|}{r^2}\), e a direção da força depende do sinal do produto \(q_1q_2\). Como todas as cargas são negativas, o produto é positivo, portanto a interação entre quaisquer duas esferas é de repulsão.
Observação: distâncias entre esferas alteram apenas a magnitude de \(F\), não seu sentido (repulsivo neste caso).
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