Question

Considere duas esferas condutoras idênticas e fixadas por hastes verticais isolantes. As duas estão eletricamente carregadas com cargas de módulo 3 µC e 1 µC, de forma que, quando estão a uma distância de 50 cm uma da outra, a força elétrica entre elas é atrativa. As esferas são então conectadas por um fio elétrico condutor de diâmetro desprezível. Ao retirar-se o fio elétrico que foi conectado às esferas, a força elétrica que passa a agir entre elas é de: (Justifique a resposta com cálculos)

a) atração, e vale 0,036N
b) atração, e vale 0,144N
c) repulsão, e vale 0,144N
d) repulsão, e vale 0,072N
e) repulsão, e vale 0,036N

Answer 1

Olá,

Como as esferas são idênticas, após serem ligadas pelo fio condutor, as cargas contidas em cada uma será igual, portanto teremos uma força de repulsão.

Podemos fazer uma média aritmética para calcular o quanto de carga cada esfera conterá nas duas ocasiões, pois como a força era atrativa, podemos afirmar que as cargas possuíam sinais diferentes:

Q1 positiva e Q2 negativa ou Q1 negativa e Q2 positiva:

$(3+(-1))/2=1 \\ \\ ou \\ \\ (-3+1)/2=-1$

Note que o sinal não interferirá, pois na Lei de Coulomb ( expressão que nos da a força elétrica entre duas cargas) usamos apenas os módulos das cargas.

Substituindo os valores na lei de coulomb teremos:

 $F= \frac{k.Q1.Q2}{d^{2}} \\ \\ k=9.10^{9} \\ \\ F= \frac{9.10^{9}.1.10^{-6}.1.10^{-6} }{0,5^{2}} = 0,036 N$

Resposta: Letra E), repulsão e de módulo 0,036 Coulomb.