Questão 1 ( 1,5 pontos)
(0.7) Considere um sistema composto por duas esferas idènticas, condutoras, isoladas, carregadas com carga
e
, respectivamente. O que ocorrerá se colocarmos estas esferas em contato? Qual a carga final nas esferas após separadas? Justifique.
(0.7) Considere um sistema composto por duas esferas idènticas, condutoras, isoladas, carregadas com carga
Passo 1
O enunciado descreve duas esferas condutoras idênticas, isoladas e carregadas inicialmente com
e
. Ao colocá-las em contato, elas trocarão carga até atingir o mesmo potencial, e depois são separadas. O conteúdo necessário é a conservação de carga e o fato de que esferas condutoras idênticas em contato dividem a carga igualmente.
Passo 2
Pela conservação de carga, a carga total do sistema antes do contato é
Passo 3
Enquanto estiverem em contato, as duas esferas formam um único condutor de mesma capacidade, logo seus potenciais se igualam. Como são idênticas, elas recebem cargas iguais. Denotando por
e
as cargas finais em cada esfera, temos
Passo 4
De
e
segue
e portanto
.
Resposta
Cada esfera fica com carga
.