Checkpoint 1.4.2
Quando um objeto positivamente carregado é aproximado de um pedaço de papel neutro, a soma vetorial das forças exercidas sobre o papel é atrativa ou repulsiva?
Quando um objeto positivamente carregado é aproximado de um pedaço de papel neutro, a soma vetorial das forças exercidas sobre o papel é atrativa ou repulsiva?
Passo 1
O enunciado diz que temos um objeto com carga positiva se aproximando de um pedaço de papel neutro. O conteúdo aqui é eletrostática e, em particular, indução de cargas em corpos neutros. Vamos analisar como as cargas no papel se rearranjam e qual é o resultado da soma vetorial das forças que o objeto exerceria sobre ele.
Passo 2
Quando o objeto positivamente carregado chega perto do papel neutro, ele atrai as cargas negativas (elétrons) do papel para a face mais próxima e repele levemente as cargas positivas para a face oposta. Isso cria uma separação de cargas no papel, mas o papel continua eletricamente neutro no total.
Passo 3
Cada elétron que se desloca para a face próxima ao objeto sofre uma força de atração
dirigida em direção ao objeto. As cargas positivas “empurradas” para trás sentem uma força de repulsão
também dirigida para longe do objeto, mas como essas cargas ficaram mais distantes, a magnitude de
é menor que a de
.
Passo 4
A soma vetorial das forças sobre todas as cargas do papel é
onde
domina porque as cargas negativas estão mais próximas e são atraídas com maior intensidade. Portanto,
aponta em direção ao objeto carregado.
Resposta
A soma vetorial das forças exercidas sobre o papel é atrativa.