Uma esfera metálica está suspensa por um fio de náilon. Quando uma haste de vidro positivamente carregada se aproxima da esfera, a esfera é atraída. Qual das opções a seguir é NECESSARIAMENTE verdadeira?
A) A carga total da esfera é positiva
B) A carga total da esfera é negativa
C) A carga total da esfera é nula
D) A esfera é neutra ou positiva
E) A esfera é neutra ou negativa
F) Não sei

Passo 1

O enunciado diz que uma esfera metálica está suspensa por um fio isolante e uma haste de vidro carregada positivamente é aproximada, gerando atração. O conteúdo aqui é indução eletrostática em condutores e força de Coulomb. Vamos ver o que acontece se a esfera for neutra, positiva ou negativa.

Passo 2

Supondo que a esfera seja neutra, ao aproximar a haste positiva os elétrons livres na esfera são atraídos para a face voltada à haste, enquanto as cargas positivas migram para a face oposta. Isso cria um dipolo induzido de sinal negativo mais próximo e sinal positivo mais afastado, e a força de atração (entre cargas negativas próximas) é maior que a repulsão (das positivas mais distantes). Logo, esfera neutra é atraída.

Passo 3

Supondo que a esfera seja positiva (excesso de cargas positivas), a aproximação da haste positiva atrai elétrons da região mais afastada para a face próxima, criando ali excesso relativo de elétrons (carga negativa induzida) e impulsionando as cargas positivas para o lado oposto. A atração entre a carga negativa induzida e a haste supera a repulsão das positivas mais distantes, resultando em atração.

Passo 4

Supondo que a esfera seja negativa (excesso de elétrons), então há atração direta de Coulomb entre os elétrons da esfera e a haste positiva. Não há indução necessária para explicar: a força coulômbica já atrai diretamente.

Passo 5

Em todos os três casos (esfera neutra, positiva ou negativa) a esfera é atraída pela haste positiva. Isso significa que o fato de haver atração não permite concluir qual é a carga total da esfera.

Resposta

F) Não sei

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