Três pequenas esferas metálicas, E1, E2 e E3, eletricamente carregadas e isoladas, estão alinhadas, em posições fixas, sendo E2 equidistante de E1 e E3. Seus raios possuem o mesmo valor, que é muito menor que as distâncias entre elas, como mostra a figura:
As cargas elétricas das esferas têm, respectivamente, os seguintes valores:
Admita que, em um determinado instante, E1 e E2 são conectadas por um fio metálico; após alguns segundos, a conexão é desfeita.
Nessa nova configuração, determine as cargas elétricas de E1 e E2 e apresente um esquema com a direção e o sentido da força resultante sobre E3.
Respostas
A força resultante sobre a esfera 3 terá direção e sentido horizontal apontado para a direita.
O problema nos informa que a distância entre as esferas E1 e E2 é igual à distância entre as esferas E2 e E3.
Q1 = 20μC
Q2 = - 4μC
Q3 = 1μC
Pelo Princípio da Conservação das cargas, a carga inicial total de E1 e E2 será igual à carga das duas após o contato pelo fio metálico.
Qtotal = 20 - 4 = 16μC
Como as duas esferas são idênticas, podemos afirmar que a carga será distribuída igualmente entre as duas -
Q1 = Q2 = 8 μC
As cargas de mesmo sinal exercem uma força de repulsão entre si.
Então a esfera E1 que possui carga positiva irá repelir a esfera E3 , gerando na esfera 3 uma força para a direita da mesma.
A esfera 2, que também possui carga positiva, irá exercer uma força de repulsão na esfera E3 para a direita.
A força resultante sobre a esfera 3 terá direção e sentido horizontal apontado para a direita.
