Um bastão carregado com carga positiva toca um condutor inicialmente neutro. Em seguida os dois objetos sāo novamente afastados. Podemos afirmar que:
Escolha uma opção:
◯ a. a carga líquida do condutor é positiva
◯ b. a carga líquida do condutor é zero

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações:
  • Um bastão carregado com carga positiva toca um condutor que, antes do contato, é neutro.
  • Depois do contato os dois objetos são separados.
    A pergunta é: o que se pode afirmar sobre a carga líquida do condutor após esse processo? As opções são:
  • (a) a carga líquida do condutor é positiva
  • (b) a carga líquida do condutor é zero

Passo 2

Princípio básico que vamos usar (explicando devagar): a carga elétrica total de um sistema isolado é conservada. Vamos escrever isso com símbolos para ficar mais claro:
Q_{\text{total inicial}} = Q_{\text{total final}}.
Definindo:
Q_r \text{ = carga inicial do bastão},\qquad Q_c \text{ = carga inicial do condutor}.ã
Pelo enunciado temos \,Q_r>0 (bastão positivo) e \,Q_c=0 (condutor neutro). Então
Q_{\text{total inicial}} = Q_r + 0 = Q_r.
Após o contato e separação, chamamos as cargas finais de \,Q_r' (bastão) e \,Q_c' (condutor). A conservação implica
Q_r' + Q_c' = Q_r.

Passo 3

Como se dá a transferência de carga ao toque — explicação física simples e sem jargão:
  • Num condutor, os elétrons (cargas negativas) se movem livremente. Prótons ficam presos no núcleo dos átomos.
  • Um bastão positivo significa que ele tem deficiência de elétrons (faltam elétrons).
  • Quando o bastão positivo toca o condutor, há caminho para os elétrons se moverem entre os dois objetos. O bastão “atrai” elétrons do condutor porque ele está com falta de elétrons.
  • Assim, alguns elétrons do condutor movem-se para o bastão até que as cargas se redistribuam de modo que não haja fluxo adicional (equilíbrio elétrico enquanto estão em contato).
Resumo em linguagem direta: elétrons saem do condutor e vão parar no bastão positivo; o condutor perde elétrons e, por isso, fica com carga positiva (deficit de elétrons).

Passo 4

Relacionando a explicação ao balanço de cargas:
  • Inicialmente Q_r>0 e Q_c=0.
  • Durante o contato, parte dos elétrons do condutor passam para o bastão, então o bastão fica menos positivo (alguns elétrons a mais) e o condutor fica com falta de elétrons (ou seja, com carga positiva).
  • Depois de separados, as cargas finais satisfazem Q_r' + Q_c' = Q_r>0. Como Q_r' pode ser qualquer valor menor que Q_r (depende de geometria/tamanho), a única forma de somarem um número positivo é que pelo menos um dos dois seja positivo. Do processo físico descrito (elétrons indo do condutor para o bastão), o condutor passa a ter carga positiva, ou seja Q_c'>0.

Passo 5

Um exemplo numérico para fixar a ideia (bem concreto):
  • Suponha que o bastão tenha carga \,Q_r = +6e (onde e é a carga elementar) e o condutor esteja neutro \,Q_c=0.
  • Ao tocar, alguns elétrons do condutor vão para o bastão. Se, por exemplo, o bastão ficar com +4e após o contato, então o condutor terá
Q_c' = Q_r - Q_r' = +6e - (+4e) = +2e,
ou seja, o condutor ficou com carga positiva. O número exato depende das capacidades relativas dos corpos, mas o sinal positivo do condutor é a regra quando o bastão inicial é positivo e não há ligação à terra.

Passo 6

Observações de exceção (para não criar confusão):
  • Se o condutor estivesse ligado à terra (aterrado) durante o processo, o resultado poderia ser diferente (a Terra pode fornecer ou absorver elétrons). Mas o enunciado não menciona aterramento, então não consideramos esse caso.
  • Se não houver contato (apenas aproximação), ocorre indução e o condutor pode ter regiões com cargas opostas, mas não carga líquida. Aqui houve contato, então houve transferência real de elétrons.

Resposta

a. a carga líquida do condutor é positiva

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