Três esferas metálicas idênticas,
e
, estão apoiadas em suportes isolantes. A esfera
está negativamente carregada e está próxima de
e
, que estâo neutras.
está em contato com
e esta está ligada à Terra
por ū̄ fio condutor. Nesta sequência (1) o fio é retirado, (2) a esfera
é levada para muito longe e (3) B e C são afastadas uma da outra. Indique que tipo de carga (positiva, negativa ou nula) tem cada esfera após esse processo.
por ū̄ fio condutor. Nesta sequência (1) o fio é retirado, (2) a esfera
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado diz que temos três esferas idênticas A, B e C. A está carregada negativamente e fica pertinho de B e C, que são neutras. B toca em C, e C está ligada à Terra por um fio. Aí a gente faz três coisas em sequência:
- tira o fio (desaterra C);
- afasta A para longe;
- separa B e C.
O conteúdo aqui é eletrização por indução e aterramento: como a carga de A vai “empurrar” elétrons em B/C e o que acontece quando ligamos/desligamos o fio. A gente vai usar conceitos de atração e repulsão de cargas, conservação de carga e o papel da Terra como reservatório de elétrons.
Passo 2
Primeiro, com A negativamente carregada bem perto de B–C (que estão em contato), rola indução:
- A “puxa” cargas positivas para mais perto dela (lado de B) e “empurra” elétrons (carga negativa) para o outro lado (em C).
- Como C está ligada à Terra, esses elétrons que se acumulariam em C escapam para o chão.
Resumindo: enquanto A está perto e o fio está ligado, B fica com excesso de cargas positivas (porque as negativas fugiram para a Terra) e C também tenta ficar negativa, mas manda tudo para a Terra. Então o conjunto B–C ganha carga líquida positiva.
Passo 3
Agora a gente retira o fio (passo 1 do enunciado). Isso “tranca” a carga que ficou no par B–C: agora não tem mais caminho para os elétrons entrarem ou saírem. O sistema B–C continua com carga líquida positiva.
Passo 4
Em seguida (passo 2 do enunciado) afastamos A de vez. Sem A ali do lado, não tem mais indução acontecendo, mas isso não muda a carga total que o par B–C já tinha.
Finalmente (passo 3 do enunciado), separamos B e C. Como as esferas são idênticas, a carga positiva total do par se divide igualmente entre elas. Cada uma fica com carga positiva.
Resposta
A continua negativamente carregada.
B termina com carga positiva.
C também termina com carga positiva.
B termina com carga positiva.
C também termina com carga positiva.