Question

Uma esfera metálica A eletrizada

com carga elétrica igual à -30 C é

colocada em contato com outra esfera

idêntica B eletricamente neutra. Em

seguida, encosta-se a esfera B em

outra C também idêntica eletrizada com

carga elétrica igual a -35 C Após esse

procedimento, as esferas B e C são

separadas. Determine as cargas

elétricas armazenadas nas esferas A, B

e C no final desse processo​

Answer 1

Ao final desse processo de eletrização por contato temos que $Q_{A}$ = -15C; $Q_{B}$ = -25C e $Q_{C}$ = -25C.

Eletrização por contato

Nesse processo de eletrização, um corpo entra em contato direto com outro e transfere parte de suas cargas.

Conservação de cargas

Cargas elétricas não podem ser criadas e nem destruídas, sendo assim quando os dois corpos entram em contato, a soma das cargas iniciais devem ser igual a soma das cargas finais. Logo, temos que:

                                        $Q_{a} + Q_{b} = Q_{a}' + Q_{b}'$

Além disso, se os corpos foram iguais e suas cargas diferentes, temos que a carga final dos dois será a média aritmética das duas cargas:

                                           $Q = \dfrac{Q_{a} + Q_{b}}{2}$

Exercício

Tendo como base o que foi explicado acima, podemos resolver o exercício proposto.

O enunciado nos trás os seguintes dados:

• $Q_{a}$ = -30C;
• $Q_{b}$ = 0;
• $Q_{c}$ = -35C.

Utilizando a teoria sobre a conservação de cargas, podemos encontrar as cargas das esferas depois de seus encontros (contato).

→ Encontro entre carga A e B

Fazendo a média entre as cargas:

$Q = \dfrac{Q_{a} + Q_{b} }{2}$

$Q = \dfrac{-30 + 0}{2}$

$Q = -15C$

Sendo assim, a esfera A e esfera B assumem a carga de -15C.

→ Encontro entre B e C

Fazendo a média entre as cargas:

$Q = \dfrac{Q_{b} + Q_{c} }{2}$

$Q = \dfrac{-15 + (-35) }{2}$

$Q = \dfrac{-50}{2}$

$Q = -25C$

Sendo assim, a esfera B e a esfera C assumem uma carga de -25C.

Conclusão

Conforme o que foi exposto, podemos considerar que:

• Esfera A: possuía uma carga de -30C, mas depois do contato com a esfera B assumiu a carga de -15C;
• Esfera B: possuía uma carga nula, mas depois do contato com a esfera A assumiu a carga de -15C. Entretanto, entrando em contato com a esfera C assumiu a carga de -25C;
• Esfera C: possuía uma carga de -35C, mas depois do contato com a esfera B assumiu a carga de -25C.

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