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Questão FC784297

Uma das causas em que o trabalho dos bombeiros é acionado consiste naquelas situações que envolvem incidentes elétricos ou eletrostáticos. Considere o caso em que duas esferas cond

Eletrostática

Instituto AOCP · 2022

Uma das causas em que o trabalho dos bombeiros é acionado consiste naquelas situações que envolvem incidentes elétricos ou eletrostáticos. Considere o caso em que duas esferas condutoras idênticas, A e B, estão igualmente carregadas. Elas estão inicialmente separadas por uma distância muito maior que seus diâmetros e a força entre elas é F. Uma terceira esfera condutora idêntica, C, está descarregada. A esfera C é então tocada inicialmente na esfera A, e depois em B, e então removida. Colocando-se as esferas A e B nas mesmas posições iniciais e mantendo-se a mesma distância entre elas, a nova força de interação elétrica entre elas será

  1. 0.
  2. F/16.
  3. F/4.
  4. 3F/8.
  5. F/2.
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Gabarito

D

Comentário do professor

Suponha que cada esfera A e B tenha carga \(Q\). A força inicial vale \(F=k\frac{Q^2}{d^2}\).

Ao tocar a esfera C neutra em A, por conservação da carga e porque condutores idênticos em contato alcançam o mesmo potencial, as cargas se igualam: ficam \(Q_A=\frac{Q}{2}\) e \(Q_C=\frac{Q}{2}\).

Depois, C (\(Q/2\)) toca B (\(Q\)). Novamente há equalização entre condutores idênticos, ficando cada uma com \(\frac{Q+\frac{Q}{2}}{2}=\frac{3Q}{4}\). Assim, após os toques: \(Q_A=\frac{Q}{2}\) e \(Q_B=\frac{3Q}{4}\).

A nova força é \(F'=k\frac{Q_AQ_B}{d^2}=k\frac{\frac{Q}{2}\cdot\frac{3Q}{4}}{d^2}=\frac{3kQ^2}{8d^2}=\frac{3}{8}F\). Resultado: \(F'=\tfrac{3F}{8}\).

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