Uma esfera condutora está presa a um fio isolante. Um bastão isolante é colocado próximo da esfera suspensa pelo fio e observa-se que ela é atraída. Com base nessa situação, as considerações abaixo são feitas:
(I) O bastão e a esfera estão eletrizados com cargas de sinais opostos.
(II) O bastão está carregado, mas a esfera está neutra.
(III) O bastão está neutro, mas a esfera está carregada.
Diante do exposto, nos itens I, II e III pode estar correto o que se afirma em:
(a) I, somente.
(b) I e II, somente.
(c) I e III, somente.
(d) II e III, somente.
(e) I, II e III.
(I) O bastão e a esfera estão eletrizados com cargas de sinais opostos.
(II) O bastão está carregado, mas a esfera está neutra.
(III) O bastão está neutro, mas a esfera está carregada.
Diante do exposto, nos itens I, II e III pode estar correto o que se afirma em:
(a) I, somente.
(b) I e II, somente.
(c) I e III, somente.
(d) II e III, somente.
(e) I, II e III.
Passo 1
O enunciado descreve uma esfera metálica suspensa por fio isolante e um bastão isolante que é aproximado da esfera, havendo atração. O conteúdo aqui é força eletrostática: pode ocorrer atração direta por cargas de sinais opostos (lei de Coulomb) ou atração por indução/polarização (quando um corpo carregado polariza cargas num corpo neutro).
Passo 2
Analisando (I): “O bastão e a esfera estão eletrizados com cargas de sinais opostos.” Se o bastão tiver carga
e a esfera tiver carga
, haverá força de atração de Coulomb, dada por
logo a atração é possível. Portanto, (I) pode estar correta.
Passo 3
Analisando (II): “O bastão está carregado, mas a esfera está neutra.” Um corpo carregado próximo a um condutor neutro induz separação de cargas nesse condutor (cargas opostas ficam mais próximas e atraem). Assim, mesmo que a esfera comece neutra, ela será atraída pelo bastão carregado. Logo, (II) pode estar correta.
Passo 4
Analisando (III): “O bastão está neutro, mas a esfera está carregada.” A esfera carregada gera campo elétrico que polariza o bastão isolante (dielectrico), deslocando ligeiramente cargas ligadas e criando dipolos. Essa polarização provoca atração mútua entre esfera e bastão. Portanto, (III) também pode estar correta.
Resposta
(e) I, II e III.