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Em um laboratório de controle de qualidade de uma indústria de polímeros, um técnico realiza um experimento para analisar as propriedades eletrostáticas de novos materiais. Ele atrita um bastão de vidro com um pedaço de lã e, separadamente, um bastão de borracha com outro pedaço de lã idêntico. De acordo com a série triboelétrica apresentada no material de estudo (vidro, lã, algodão, borracha), o vidro tende a ceder elétrons e a borracha a recebê-los. Após o processo, ele aproxima os dois bastões, observando uma força de atração. Em seguida, ele utiliza um terceiro objeto, uma pequena esfera condutora neutra, e a coloca em contato sucessivo, primeiro com o bastão de vidro carregado e depois com o bastão de borracha carregado. Este procedimento visa a compreender a redistribuição de cargas por contato.

Considere que o bastão de vidro adquiriu uma carga de +8,0 µC e o bastão de borracha uma carga de -12,0 µC, ao serem atritados com seus respectivos pedaços de lã. Considere ainda que a esfera condutora é idêntica em material e dimensões a uma segunda esfera (inicialmente com carga de +2,0 µC).

Qual será a carga final na segunda esfera após ela ser colocada em contato com a primeira esfera (que passou pelos contatos sucessivos com o vidro e a borracha)? Para resolver esse problema, considere que a carga se conserva e se divide igualmente quando acontece um contato entre dois objetos.

Selecione uma alternativa:

a)

-1,0 µC

b)

+1,0 µC

c)

-2,0 µC

d)

+3,0 µC

e)

-3,0 µC

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Emerson Ricas

há 2 meses

Respostas

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Ed Verified user icon

há 2 meses

Vamos analisar a situação passo a passo. 1. Cargas dos bastões: - Bastão de vidro: +8,0 µC (cede elétrons) - Bastão de borracha: -12,0 µC (recebe elétrons) 2. Cargas da esfera condutora: - Inicialmente, a esfera condutora neutra (0 µC) é colocada em contato com o bastão de vidro (+8,0 µC). Ao entrar em contato, a carga se redistribui. Como a esfera é condutora, a carga total se divide igualmente entre os dois objetos. - A carga total após o contato com o vidro é: \( 8,0 \, \mu C + 0 \, \mu C = 8,0 \, \mu C \). - Após o contato, cada objeto (bastão de vidro e esfera) terá: \( \frac{8,0 \, \mu C}{2} = 4,0 \, \mu C \) para cada um. 3. Agora, a esfera com +4,0 µC é colocada em contato com o bastão de borracha (-12,0 µC): - A carga total agora é: \( 4,0 \, \mu C + (-12,0 \, \mu C) = -8,0 \, \mu C \). - Após o contato, a carga se redistribui igualmente: \( \frac{-8,0 \, \mu C}{2} = -4,0 \, \mu C \) para cada um. 4. Carga final da esfera condutora: - Após os contatos, a esfera condutora terá uma carga de -4,0 µC. 5. Agora, essa esfera (-4,0 µC) é colocada em contato com a segunda esfera que tem carga inicial de +2,0 µC: - A carga total agora é: \( -4,0 \, \mu C + 2,0 \, \mu C = -2,0 \, \mu C \). - Após o contato, a carga se redistribui igualmente: \( \frac{-2,0 \, \mu C}{2} = -1,0 \, \mu C \) para cada um. Portanto, a carga final na segunda esfera após o contato será: a) -1,0 µC.

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