Duas esferas condutoras de iguais dimensões, A e B, estão eletricamente carregadas como indica a figura a seguir, sendo unidas por um fio condutor no qual há chave C inicialmente aberta.
Sabe-se que em um segundo momento a chave C é fechada. Responda às questões:
a) Elétrons passarão de A para B ou de B para A?
b) qual é a nova carga da esfera A?
c) qual é a nova carga da esfera B?
d) Após a chave ser fechada, o que se pode dizer a respeito do potencial das esferas A e B?
Soluções para a tarefa
O que acontece quando a chave C é fechada?
O fechamento da chave C faz com que as esferas A e B entrem em contato.
Como os elétrons se comportam nessa situação?
Quando isso acontece, os elétrons em excesso na esfera B vão se distribuir pela nova área disponível (as duas esferas).
Afinal, ambas são condutoras.
Na esfera A, há falta de elétrons.
O tamanho das esferas influencia nessa distribuição?
Como essas duas esferas possuem dimensões iguais, os elétrons vão se distribuir igualmente (o número de elétrons em A será igual ao número de elétrons em B).
Isso fará com que as cargas dessas duas esferas fiquem iguais.
Respostas:
Agora, temos conhecimento para dizer que:
a) O fluxo de elétrons será de B (possui mais elétrons) para o A, que possui menos elétrons.
b) e c) As duas ficarão com a mesma carga.
Podemos dizer que a carga inicial será dividida entre os dois corpos de maneira igual.
Qf = 1 µC
A quantidade será distribuída igualmente entre as duas esferas, que ficarão com a carga de 1 µC cada.
Em outras palavras:
b) A nova carga na esfera A será de 1 µC.
c) A nova carga na esfera B será de 1 µC.
E depois?
Após essa movimentação, o movimento ordenado de elétrons livres vai parar.
As esferas ainda estarão eletrizadas, e os elétrons em excesso vão se distribuir na superfície delas, por conta da repulsão entre os elétrons.
O fato de serem esféricas, faz com que essa distribuição de elétrons seja uniforme (igual em todos os pontos da superfície).
Ou seja, as esferas vão ficar em equilíbrio eletrostático.
E o potencial?
De maneira simplificada, o potencial elétrico indica a quantidade de energia potencial elétrica disponível por unidade de carga.
Essa energia potencial geralmente será convertida em energia cinética, isto é, a força elétrica provocará o deslocamento da carga que for inserida nessa região por meio da realização de trabalho.
Ou seja, o potencial possui conexão com a capacidade de realizar trabalho.
O trabalho da força elétrica é dado pela diferença de energia potencial elétrica no ponto inicial (Epi) e no ponto final (Epf) em que a carga ocupará em seu movimento.
Matematicamente, podemos dizer que:
Onde:
- W: trabalho da força elétrica
- q: carga
- Vi: potencial no ponto inicial
- Vf: potencial no ponto final
No interior das esferas, não haverá carga (q = 0).
Logo, não há energia potencial elétrica.
==> W = 0
Como a distribuição de elétrons é uniforme, teremos uma superfície equipotencial.
Se a diferença de potencial é zero (Vi – Vf = 0), a força elétrica não realizará trabalho para movimentar cargas nessa superfície.
==> W = 0
Logo, também não há energia potencial elétrica.
Resposta:
d) O potencial das esferas A e B será zero.
Espero ter ajudado. :)
Aprenda mais em: https://brainly.com.br/tarefa/19948558
Olá,
A) De B para A, pois existe em A um excesso de cargas negativas, que tenderão a manter o equilíbrio migrando para a esfera A.
B) Como são esferas condutoras de mesma dimensão, a carga resultante será uma média aritmética das duas cargas: (6-4)/2= 1uc.
C) A mesma calculada anteriormente 1uc.
D) Como as cargas entrarão em equilíbrio, isto é, conterão a mesma carga, pode-se dizer que haverá um potencial igual entre as esferas.