( 2,0 pontos) Duas cargas elétricas
e
atraem-se, quando colocadas próximas uma da outra e após o contato elas se repelem. Se a carga
é atraída por uma terceira carga negativa. O que se pode afirmar sobre as cargas
e
Passo 1
Dados do enunciado (vou listar exatamente o que temos para não perder nada):
- Duas cargas elétricas
e atraem-se quando estão próximas. - Após serem postas em contato e separadas, elas se repelem.
- A carga
é atraída por uma terceira carga negativa.
Pergunta implícita: o que se pode afirmar sobre os sinais e a relação entree ?
Passo 2
Regra física básica (explicação passo a passo, bem didática):
- Duas cargas com sinais iguais se repelem; duas cargas com sinais opostos se atraem.
Isso vem da observação experimental e da lei de Coulomb: a força elétrica entre duas cargas depende do produto dos sinais — produto positivo → repulsão; produto negativo → atração. - Quando duas peças condutoras carregadas são colocadas em contato, a carga total se conserva (não some nem surge do nada):
Após o contato as cargas se redistribuem; se os condutores são iguais, costumam dividir a carga, mas o ponto importante aqui é que o sinal final de ambas será o sinal de . Se as duas ficam positivas; se as duas ficam negativas; se ficam neutras (não haveria repulsão).
Passo 3
Use a informação:
é atraída por uma carga negativa.
- Atração entre
e carga negativa significa que tem sinal oposto ao da carga negativa. - Logo,
é positiva.
(Explicando: carga negativa atrai apenas cargas positivas; cargas negativas se repelem entre si.)
Passo 4
Use a informação:
e
atraem-se inicialmente.
- Como
é positiva (do Passo 3) e atraem-se, deve ter sinal oposto a . - Portanto,
é negativa.
Passo 5
Use a informação: depois do contato elas se repelem.
- Depois do contato as duas cargas têm o mesmo sinal (conforme expliquei no Passo 2), porque cargas com mesmo sinal se repelem.
- Como já sabemos que
é positiva (Passo 3), o único caso possível é que após o contato ambas fiquem positivas. Isso significa que a carga total antes do contato é positiva: - Substituindo a natureza dos sinais (
e ), a desigualdade vira: Como (porque é negativo), obtemos a relação numérica entre magnitudes: - Intuição rápida:
tinha mais carga positiva que a quantidade negativa de , então o total ficou positivo; após o contato ambas adquiriram carga positiva e se repelem.
Passo 6
Exemplo numérico ilustrativo (para fixar a ideia):
- Suponha
(unidades arbitrárias) e . Inicialmente e se atraem. Ao tocar, ; após separação ambas ficam com carga positiva (por exemplo e se dividirem igualmente), e então se repelem. Isso mostra concretamente o que deduzimos.