- Dois condutores esféricos com cargas elétricas de 6 C e de 8 C são postos em contato e depois afastados em 2 m. A partir disso, qual é a força elétrica entre essas cargas elétricas após o seu contato? Dado: ko-9-109 Nm2/C2 A) 4,4100-1011 N B) 3,3075-10¹1 N C) 2,2500-10¹1 N D) 1,1025-10¹1 N E) zero
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre dois condutores esféricos com cargas elétricas de 6 C e 8 C que são colocados em contato e depois afastados a uma distância de 2 metros. A gente vai usar conceitos de força elétrica e carga elétrica para resolver isso. Precisamos saber como as cargas se distribuem quando os condutores entram em contato e depois aplicar a Lei de Coulomb para encontrar a força entre elas.
Passo 2
Primeiro, quando dois condutores entram em contato, as cargas elétricas se redistribuem de maneira que ambos fiquem com a mesma quantidade de carga. Isso acontece porque os elétrons se movem até igualar o potencial elétrico dos dois condutores.
Então, vamos somar as cargas:
Como as cargas se distribuem igualmente:
Agora, cada esfera tem 7 C de carga elétrica após o contato.
Passo 3
Agora que sabemos as cargas de cada esfera, vamos usar a Lei de Coulomb para encontrar a força elétrica entre elas. A Lei de Coulomb é dada por:
onde:
- $ F $ é a força elétrica,
- $ k_o $ é a constante eletrostática ($ 9 \times 10^9 , N m2/\text{C}2 $),
- $ q_1 $ e $ q_2 $ são as cargas elétricas,
- $ r $ é a distância entre as cargas.
Substituindo os valores:
Resposta
A força elétrica entre as cargas após o contato é de
. Alternativa D.