Question

As cargas iniciais das três esferas condutoras iguais são as seguintes:
ESFERA A: Q
ESFERA B: -Q/3
ESFERA C: Q/3
onde Q= 4,3 x 10 ^3 C. As esferas A e B estão mantidas fixas, com uma distância entre os centros de D= 3,5 m, que é muito maior que o raio das esferas. A esfera C é colocada em contato primeiro com a esfera A e depois com a esfera B antes de ser removida. Qual é o módulo da força eletrostática entre as esferas A e B?

Answer 1

A esfera C é colocada em contato com a A, então : (Q/3+Q)/2=2Q/3(passa a ser a a carga de cada esfera, A=2Q/3 e C=2Q/3)
A esfera C é colocada em contato com a B, então : 2Q/3+(-Q/3)=Q/3
Então , o valor das esferas passa a ser :
A=2Q/3
B=Q/3
C=Q/3
F=(k•Qa•Qb)/d^2
F=(9•10^9•3•4,3•10^3)/3,5^2=~9,5•10^12

Answer 2

O contato entre as esferas A e B faz com que a carga de ambas fiquem em equilíbrio:

A + C => (Q + Q/3)/2 = 2Q/3 
Portanto, a carga A e a carga C possuem 2Q/3 de carga após o contato.

C+B => (2Q/3 + (-Q/3))/2 = Q/6
Portanto, a carga C passa a ter Q/6 de carga assim como B.

Sendo assim:

A = 2Q/3
B = Q/6
C = Q/6

Fel = (K . QA . QB)/d^2
Fel = (9.10^9 . (2Q/3) . (Q/6))/ (3,5)^2

Substituindo Q e resolvendo as contas,

Fel = 1,5x10^15