Duas pequenas esferas metálicas idênticas, A e B, localizadas no vácuo, estão carregadas com cargas 8C e -30C e . As esferas são postas em contato através de pinças isolantes ideais e, após atingirem o equilíbrio eletrostático, são separadas. Após a separação, qual a carga final de cada esfera? *
Respostas
Olá, Raphael. Tudo bem?
Eu diria que o cerne do problema é o fato de as pinças que serviram de intermédio para esse contato serem "isolantes ideais". Cabe aqui, por isso mesmo, explicar o termo, mas, antes quero fazer referência ao que seria uma situação mais comum, ou seja, se as pinças fossem condutoras.
Se as pinças fossem condutoras, por haver um desequilíbrio de cargas entre ambas as esferas, que são idênticas(A área da superfície é um fator importante), haveria um movimento de cargas elétricas, que se chama corrente elétrica, de uma esfera para a outra, até que ambas atingissem um equilíbrio. Como quem possui carga e é mais móvel para se movimentar são os elétrons, de carga negativa, a corrente elétrica real seria da esfera de -30C para a esfera de 8C, até que ambas atingissem o valor de equilíbrio, que é a média aritmética simples, -14C. Contudo, e isso coloco aqui por ser importante no estudo do tema, a corrente convencionada, muitas vezes representada por um ''i'', segue o sentido contrário ao da corrente real, logo, numa representação gráfica, teríamos a corrente i com uma seta na direção de B!
Contudo, como disse de início, as pinças que as unem não são condutoras, mas sim isolantes ideais! Ser isolante implica não conduzir corrente elétrica, logo, as esferas não atingiriam um equilíbrio, pois, mesmo com o intermédio das pinças, estariam como que isoladas uma da outra, ao menos em termos de eletricidade. Logo, nada se altera, ambas permanecem, após a separação, com a mesma carga original, ou seja, a esfera A terá 8C e a esfera B terá -30C.