Três esferas condutoras idênticas
e
estão isoladas. Sabe-se que a esfera
está carregada com uma quantidade de carga elétrica igual a
e que as esferas
e
estão descarregadas e, por isso, neutras. Coloca-se em contato as esferas
e
até atingir o equilibrio eletrostático e, depois, separam-se. O procedimento é repetido com as esferas
e
. Qual o número total de elétrons que, nesses dois procedimentos, fluem de uma esfera para outra?
Passo 1
O enunciado apresenta três esferas condutoras idênticas
,
e
, isoladas, com cargas iniciais
Primeiro colocamos
em contato com
até o equilíbrio eletrostático e separamos; depois repetimos o procedimento com
e
. Vamos usar a propriedade de que, em contato, esferas idênticas ficam com cargas iguais, valendo a média aritmética das cargas iniciais, e depois converter a carga transferida em número de elétrons usando
.
Passo 2
No primeiro contato, as cargas finais de
e
são
Logo, a esfera
ganha
Passo 3
No segundo contato, as cargas iniciais são
e
. Assim, após o equilíbrio:
e a esfera
ganha
Passo 4
Convertendo as cargas transferidas em número de elétrons:
Passo 5
O número total de elétrons que fluem é