Ed
ano passado
Para resolver essa questão, vamos analisar o que acontece quando as esferas A e B são colocadas em contato e, em seguida, separadas. 1. Cargas iniciais: - Esfera A: carga inicial \( +2Q \) - Esfera B: carga inicial \( -Q \) 2. Cálculo da carga total: - Carga total \( Q_{total} = +2Q + (-Q) = +Q \) 3. Distribuição da carga ao entrar em contato: - Quando as esferas condutoras são colocadas em contato, a carga total se distribui igualmente entre elas, pois são condutoras. - A carga em cada esfera após o contato será: - Esfera A: \( Q_A = \frac{Q_{total}}{2} = \frac{+Q}{2} \) - Esfera B: \( Q_B = \frac{Q_{total}}{2} = \frac{+Q}{2} \) 4. Força elétrica após o contato: - Após serem separadas, ambas as esferas terão carga \( +\frac{Q}{2} \). - A força elétrica entre duas cargas é dada pela Lei de Coulomb: \[ F = k \frac{|Q_1 \cdot Q_2|}{D^2} \] - Substituindo \( Q_1 = \frac{Q}{2} \) e \( Q_2 = \frac{Q}{2} \): \[ F' = k \frac{\left(\frac{Q}{2}\right) \cdot \left(\frac{Q}{2}\right)}{D^2} = k \frac{\frac{Q^2}{4}}{D^2} = \frac{1}{4} \cdot k \frac{Q^2}{D^2} \] 5. Comparação com a força inicial: - A força inicial \( F = k \frac{(+2Q)(-Q)}{D^2} = -2k \frac{Q^2}{D^2} \) (a força é de atração). - A nova força \( F' \) será: \[ F' = \frac{1}{4} \cdot (-2F) = -\frac{1}{2}F \] - Como \( F = 50N \), então: \[ F' = -\frac{1}{2} \cdot 50N = -25N \] - A força agora é de repulsão, pois ambas as esferas têm carga positiva. 6. Verificando as alternativas: - As alternativas falam sobre forças de repulsão de 2N, 4N, 6N, 8N e 9N. No entanto, a força calculada foi de 25N, que não está entre as opções. Portanto, parece que houve um erro nas opções fornecidas, pois a força de repulsão calculada não corresponde a nenhuma das alternativas. Se precisar de mais ajuda, você pode criar uma nova pergunta!
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