Durante uma aula de Física, um estudante fez a seguinte experiência: colocou duas esferas metálicas iguais, A e B, inicialmente neutras, em contato. Na sequência, aproximou um pente de cabelo eletrizado negativamente da esfera A, com o devido cuidado de não tocá-la. Com o pente próximo da esfera A, separou uma esfera da outra. Por último, afastou o pente da esfera A. Ao final dessa experiência, é correto afirmar que
a) a esfera A ficou eletrizada negativamente e a esfera B continuou neutra.
b) a esfera A ficou eletrizada negativamente e a esfera B, eletrizada positivamente.
c) a esfera A ficou eletrizada positivamente e a esfera B continuou neutra.
d) a esfera A ficou eletrizada positivamente e a esfera B, eletrizada negativamente.
e) tanto a esfera A quanto a esfera B continuaram neutras.
a) a esfera A ficou eletrizada negativamente e a esfera B continuou neutra.
b) a esfera A ficou eletrizada negativamente e a esfera B, eletrizada positivamente.
c) a esfera A ficou eletrizada positivamente e a esfera B continuou neutra.
d) a esfera A ficou eletrizada positivamente e a esfera B, eletrizada negativamente.
e) tanto a esfera A quanto a esfera B continuaram neutras.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que está acontecendo aqui! Temos duas esferas metálicas iguais, chamadas A e B, que começam sem nenhuma carga elétrica (neutras). Primeiro, colocamos elas em contato, ou seja, tocando uma na outra. Depois, aproximamos um pente de cabelo que está eletrizado negativamente da esfera A, mas sem tocar nela. Com o pente próximo, separamos as esferas e, por fim, afastamos o pente. Nosso objetivo é descobrir como ficaram as cargas elétricas nas esferas A e B após todo esse processo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletrização por indução e conservação de carga.
Passo 2
Quando juntamos as esferas A e B, como elas são iguais e inicialmente neutras, a carga total do sistema A + B é zero. Isso significa que, antes de tudo, não há excesso de cargas positivas nem negativas no sistema combinado.
Passo 3
Agora, aproximamos o pente de cabelo eletrizado negativamente da esfera A. Como o pente tem excesso de elétrons (carga negativa), ele vai atrair as cargas positivas na esfera A e repelir as negativas. Isso faz com que os elétrons na esfera A se afastem para a esfera B quando elas estão em contato. Assim, a esfera A fica com uma carga positiva por falta de elétrons, e a esfera B acumula os elétrons, ficando com carga negativa.
Passo 4
Com o pente ainda próximo da esfera A, separamos as esferas A e B. Nesse momento, a esfera A está próxima do pente negativo e já perdeu alguns elétrons para a esfera B, ficando positiva. A esfera B, por ter recebido esses elétrons, fica negativa. Como já separamos as esferas enquanto o pente ainda está influenciando, as cargas não se redistribuem mais.
Passo 5
Por último, afastamos o pente da esfera A. Isso significa que a influência negativa do pente é removida, mas como já separamos as esferas, as cargas permanecem como ficaram: a esfera A positiva e a esfera B negativa.
Resposta
A alternativa correta é:
d) a esfera A ficou eletrizada positivamente e a esfera B, eletrizada negativamente.