Um bastão de PVC carregado positivamente é aproximado de três esferas metálicas condutoras neutras e isoladas, alinhadas e em contato entre si. Sem tocar nas esferas, aproxima-se o bastão de uma extremidade; em seguida, afasta-se a esfera do centro e só depois retira-se o bastão. Após o procedimento, determine a distribuição final de cargas entre as esferas 1, 2 e 3 .

Passo 1

O enunciado descreve três esferas metálicas idênticas, inicialmente neutras, em contato alinhadas como 1–2–3, e um bastão de PVC carregado positivamente que é aproximado da esfera 1 sem tocá-la. O conteúdo aqui é indução eletrostática com condução: ao aproximar o bastão, cargas livres se redistribuem em todo o conjunto em contato, mantendo o potencial igual em todas as esferas.

Passo 2

Com o bastão carregado positivamente perto da esfera 1, cargas negativas livres são atraídas para as regiões externas mais próximas ao bastão (fundamentalmente na esfera 1) e cargas positivas são repelidas para o extremo oposto do conjunto (essencialmente na esfera 3). Como o sistema todo está em contato, o conjunto permanece equipotencial e a soma algébrica das cargas induzidas é zero.

Passo 3

Ainda com o bastão próximo, afasta-se a esfera 2, separando o sistema em duas partes: esfera 1 isolada e esfera 3 isolada (cada uma mantendo as cargas que havia naquele instante), e a esfera 2 isolada também, com sua carga local naquele momento. Porém, como as induções de sinal oposto em 2 se encontravam em partes que depois podem se recombinar internamente, o valor líquido em 2 é nulo.

Passo 4

Depois que a esfera 2 foi afastada, retira-se o bastão. Nesse instante todas as esferas estão isoladas e não há mais campo externo impondo separação de carga, mas as cargas líquidas que cada uma ficou mantêm-se. Assim concluímos que a esfera 1 ficou com excesso de carga negativa (–q), a esfera 2 ficou com carga nula e a esfera 3 com excesso de carga positiva (+q), preservando a neutralidade global.

Resposta

Esfera 1: carga negativa
Esfera 2: carga zero
Esfera 3: carga positiva

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