Exercícios Resolvidos de Indução eletrostática

Ver Teoria

Enunciado

Uma grande camada esférica metálica está inicialmente descarregada. Ela está apoiada sobre um suporte isolante e tem um pequeno orifício na parte superior. Uma pequena tachinha metálica carregada com carga Q é baixada por um fio de seda através do orifício, até tocar o interior da camada. Qual é a carga da superfície externa da camada?

a) Q

b) - Q

c) 0

d) Q 2

e) - Q 2

Passo 1

Nessa questão, como a camada é metálica, as cargas podem se mover por ela quase livremente.

Então vamos pensar, passo a passo, o que acontece conforme a tachinha é baixada.

Inicialmente, a esfera tem carga nula, porque as cargas positivas e negativas estão distribuídas igualmente:

Passo 2

Conforme a tachinha, com carga positiva, entra na esfera, ela atrai as cargas negativas e repele as cargas positivas. Dá uma olhada no desenho:

Ou seja, a superfície externa fica positivamente carregada, e a superfície interna fica negativamente carregada.

Passo 3

Mas o que acontece quando a tachinha toca a esfera? Aí as cargas podem transitar livremente entre a tachinha e a esfera!

Nesse caso, o excesso de carga Q vai se distribuir ao longo da esfera, e vai se acumular na superfície externa:

Mas porque as cargas se acumulam na superfície externa?

Simplesmente porque, como essas cargas positivas (que juntas somam Q ) se repelem, elas vão se afastar o máximo possível uma da outra: esse máximo acontece quando elas estão distribuídas na superfície externa.

Então a superfície externa fica com uma carga + Q .

Resposta

Alternativa (a).

Exercícios de Livros Relacionados

Determine X nas seguintes reações nucleares: (a) 1 H+ 9 B e → X+n ; (b) 12 C + 1 H → X ; (c) 15 N + 1 H →4 H e+X . (Sugestão: consulte o Apêndice F.)
Calcule o número de coulombs de carga positiva que estão presentes em 250c m 3 de água (neutra). (Sugestão: um átomo de hidrogênio contém um próton; um átomo de oxigênio contém oito prótons.)
Se um gato se esfrega repetidamente nas calças de algodão do dono em um dia seco, a transferência de carga do pelo do gato para o tecido de algodão pode deixar o dono com um excesso de carga de - 2,00
A atmosfera da Terra é constantemente bombardeada por raios cósmicos provenientes do espaço sideral, constituídos principalmente por prótons. Se a Terra não possuísse uma atmosfera, cada metro quadrad
Uma corrente de 0,300A que atravesse o peito pode produzir fibrilação no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Sea corrente dura 2,00