Question

Duas esferas condutoras idênticas, carregadas com carga +Q e -3Q, inicialmente separadas por uma distancia d, atraem-se com uma força elétrica de intensidade F. Se as esferas são postas em contato e, em seguida, levadas de volta para suas posições originais, a nova força entre elas sera de:

maior que f e de atracão
menor que f de atracão
igual a f de atracão
menor que f de repulsão
maior que f de repulsão

Answer 1

Resposta:

D, menor que F e de repulsão.

Explicação:

Ao tocar as duas esferas, as cargas finais das duas passam a ser uma média das cargas antes do toque, ou seja:

$\frac{Qa+Qb}{2}$=Qfinal, sendo que, ao final, ambas vão ter a mesma carga.

Logo, $\frac{+Q-3Q}{2}$=-Q, ou seja, cada uma das esferas terá uma carga -Q.

Como ambas estarão com uma carga negativa, a força será de repulsão e, como o produto entre os módulos dos valores das cargas diminuiu, a intensidade da força também diminuiu.

Answer 2

A nova força entre as duas esferas condutoras é menor que a força inicial (F) e é de repulsão. Alternativa D.

Explicação:

A intensidade da força elétrica entre duas cargas é definida pela fórmula:

$F=k*\frac{|Q_1*Q_2|}{d^2}$

Onde Q1 e Q2 são as cargas, K = $9*10^9$ e d é a distância entre as cargas.

Inicialmente, há uma força de atração entre as duas esferas, de cargas +Q e -3Q. A intensidade dessa força é:

$F=k*\frac{|+Q*(-3Q)|}{d^2}=\frac{k}{d^2} *3Q^2=3*k*(\frac{Q}{d})^2$

Ao colocar as duas cargas em contato, elas atingem o equilíbrio de cargas e passam ter a mesma carga que é igual a:

$\frac{+Q-3Q}{2}=\frac{-2Q}{2} =-Q$

Ou seja, as duas esferas agora possuem cargas iguais a -Q.

A nova força elétrica entre essas esferas será:

$F=k*\frac{|-Q*-Q|}{d^2} =\frac{k}{d^2} *2Q^2=2*k*(\frac{Q}{d})^2$

Logo, observando a nova força elétrica e a força inicial (F), é fácil notar que essa nova força elétrica é menor que F.

Como as duas cargas se tornaram negativas (mesmo sinal), a força entre elas é de repulsão.

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