Questão 09

Três esferas condutoras A, B e C, de mesmo raio, possuem cargas elétricas respectivamente iguais a -2 mu C,-10 mu C e+12 mu C. A esfera A é colocada em contato com a esfera Be, em seguida, as duas são afastadas. Após um intervalo de tempo, a esfera A é posta em contato com a esfera C. Considerando que as esferas trocaram cargas apenas entre si, ao final do processo, qual será a carga elétrica final de A?

Passo 1

Temos três esferas condutoras idênticas com cargas iniciais QA=-2,mu C, QB=-10,mu C e QC=+12,mu C. O conteúdo aqui é o compartilhamento de carga entre condutores, e vamos usar a conservação de carga e o fato de que, por terem o mesmo raio, ao entrarem em contato elas se igualam em potencial, ficando com a carga média.

Passo 2

Quando a esfera A é colocada em contato com B, a carga total é
QAB=QA+QB=(-2)+(-10)=-12,mu C
Como os raios são iguais, ao se separarem cada uma ficará com
Q'A=Q'B=QAB2=-6,mu C

Passo 3

Depois, A (agora com -6,mu C) é colocada em contato com C ( +12,mu C). A carga combinada é
QAC=Q'A+QC=(-6)+12=+6,mu C,
e cada esfera fica com
QA,final=QAC2=+3,mu C

Resposta

+3 \mu C

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