Enunciado

Você faz uma demonstração simples para seu professor de física do colégio na qual você afirma que contesta a lei de Coulomb. Primeiramente você esfrega um pente de borracha em seu cabelo seco e, então, usa o pente para atrair pequenos pedaços neutros de papel que estão sobre a classe. Então você diz: “a lei de Coulomb afirma que, para que haja forças eletrostáticas de atração entre dois objetos, ambos devem estar carregados. Entrando, o papel não estava carregado. Logo, de acordo com a lei de Coulomb não deveria haver força eletrostática de atração entre eles, apesar de claramente ter havido”. Você apresentou seu caso. (a) O que está errado em suas hipóteses? (b) A atração entre o papel e o pente requer que a carga resultante no pente seja negativa? Explique sua resposta.

Passo 1

Sabemos que a Lei de Coulomb é expressa por:

F = 1 4 π ε 0 ⋅ q 1 q 2 r 2

O que a gente pensou na hipótese, foi que a carga do papel é nula, ou seja, q 2 = 0 . Assim,

F = 0

Porém, como o pente atraiu o pedaço de papel, claramente F ≠ 0 .

Passo 2

  1. Devemos nos atentar que a Lei de Coulomb, como escrita acima, vale apenas para um par de partículas, ou seja, corpos com dimensões desprezíveis. Assim, não podemos aplicar a lei para o pedaço de papel, pois o pedaço de papel não é uma partícula! Isso ocorre, pois a lei de Coulomb não leva em conta os possíveis efeitos de indução que ocorre no pedaço de papel. De fato, a parte do papel que está mais próxima do pente estará positivamente carregada, e a parte mais afastada estará negativamente carregada, o que permitirá uma força entre o papel e o pente.
  2. Passo 3

  3. Não. Quando a carga do pente é negativa, segue que os elétrons do papel irão sofrer uma repulsão, afastando o máximo possível do pente; se fosse positiva os elétrons do papel iriam sofrer uma atração, se aproximando o máximo possível do pente. Novamente, iria aparecer uma força eletrostática.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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