Uma pequena esfera sem carga está pendurada por um fio. Quando uma carga positiva se aproxima da esfera, há uma atração eletrostática entre elas. Explique a razão disso em duas situações: (a) a esfera é isolante e (b) a esfera é metálica.

Passo 1

Então, a gente tem uma esfera pequenininha que não tem carga e tá pendurada num fio. Quando uma carga positiva chega perto dela, a esfera sente uma força de atração. Vamos explorar por que isso acontece em duas situações: primeiro, quando a esfera é isolante, e depois, quando ela é metálica. Para entender isso, vamos usar conceitos de eletrostática, como polarização e indução de cargas.

Passo 2

Primeiro, vamos ver o que acontece quando a esfera é isolante. Como ela não permite que as cargas se movam livremente, a presença da carga positiva próxima faz com que as cargas dentro da esfera se reorganizem localmente. Os elétrons negativos na superfície da esfera, que não podem se mover para o outro lado, ficam mais próximos da carga positiva. Isso cria uma região com carga negativa perto da carga positiva externa, resultando em uma atração entre elas.

Passo 3

Agora, vamos considerar quando a esfera é metálica. Metais permitem que as cargas se movam facilmente. Quando a carga positiva se aproxima, os elétrons livres na esfera metálica são atraídos para o lado mais próximo da carga positiva. Isso cria uma acumulação de carga negativa na parte da esfera mais próxima e uma acumulação de carga positiva no lado oposto. A separação clara de cargas intensifica a atração entre a esfera e a carga positiva externa.

Resposta

Em resumo, a atração ocorre porque, seja na esfera isolante ou metálica, a presença da carga positiva próxima faz com que as cargas na esfera se redistribuam de forma a criar uma região com carga negativa atraente. No caso da esfera isolante, isso acontece localmente sem movimentação livre de cargas, enquanto na esfera metálica, as cargas podem se mover livremente, intensificando a atração.

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