Exercícios Resolvidos de Indução eletrostática

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Enunciado

Um corpo isolante, eletrificado com carga negativa, é aproximado de uma esfera condutora, sem tocá-la. Enquanto o corpo carregado está próximo, a esfera condutora é conectada à Terra por um fio condutor. O fio é desconectado e, posteriormente, o corpo carregado é afastado da esfera condutora.

Considere as seguintes afirmações:

I A presença do corpo carregado não afeta a carga total da esfera enquanto o fio não for conectado à Terra;

I I A presença do corpo carregado afeta a distribuição de cargas na esfera condutora mesmo enquanto o fio não estiver conectado à Terra;

I I I A carga total na esfera condutora é negativa, após o fio ser desconectado e a esfera condutora ser afastada do corpo carregado;

I V O campo elétrico externo à esfera condutora, depois que o corpo carregado é afastado, aponta no sentido do seu centro.

As afirmativas verdadeiras são:

a I e I I ;

b I e I V ;

c I , I I e I V ;

d I I , I I I e I V ;

Passo 1

Antes de analisar cada alternativa, vamos procurar entender o que ocorre ao longo de todo esse processo, beleza?

Quando o corpo negativo se aproxima da esfera condutora, as cargas positivas são atraídas pelo corpo negativo, e as cargas negativas são repelidas, criando uma polarização da esfera.

Quando o fio terra é conectado à esfera, as cargas negativas, que estão sendo repelidas pelo corpo isolante, serão transportadas para a Terra.

Assim, ao desconectar o fio da esfera, a mesma fica com carga positiva.

Ok, agora que já entendemos isso, podemos ir quebrar a cabeça.

Passo 2

I A presença do corpo carregado não afeta a carga total da esfera enquanto o fio não for conectado à Terra;

Enquanto o fio terra não é conectado, ocorre apenas uma polarização no corpo condutor, mas a sua carga total permanece a mesma. Logo, a afirmativa é verdadeira.

Passo 3

I I A presença do corpo carregado afeta a distribuição de cargas na esfera condutora mesmo enquanto o fio não estiver conectado à Terra;

Quando ocorre a polarização, em uma parte da esfera se acumulam as cargas positivas e, no lado oposto, se acumulam as cargas negativas. Então o corpo carregado afeta a distribuição de cargas.

A afirmativa é verdadeira.

Passo 4

I I I A carga total na esfera condutora é negativa, após o fio ser desconectado e a esfera condutora ser afastada do corpo carregado;

Como vimos no Passo 1, a carga total da esfera condutora é positiva após o fio ser desconectado. A afirmação é falsa.

Passo 5

I V O campo elétrico externo à esfera condutora, depois que o corpo carregado é afastado, aponta no sentido do seu centro.

Para o campo apontar para dentro da esfera, a carga total da mesma deveria ser negativa, o que não é verdade. Como a carga é positiva, o campo elétrico externo à esfera aponta para fora do corpo.

A afirmação é falsa.

Resposta

a I e I I ;

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