Questão 41
FUVEST 2002
(FUVEST - 2002 - 1a fase)
Três esferas metálicas iguais, A, B e C, estão apoiadas em suportes isolantes, tendo a esfera A carga elétrica negativa. Próximas a ela, as esferas B e C estão em contato entre si, sendo que C está ligada à terra por um fio condutor, como representado na figura.
A partir dessa configuração, o fio é retirado e, em seguida, a esfera A é levada para muito longe. Finalmente, as esferas B e C são afastadas uma da outra. Após esses procedimentos, as cargas das três esferas satisfazem as relações:
Gabarito:
QA < 0 QB > 0 QC > 0
Resolução:
Como as esferas B e C estão conectadas entre si elas funcionam como se fossem um só corpo.
Primeiro, vamos imaginar como ficaria se a indução fosse feita sem o fio que aterra a esfera C:
Ou seja, a carga positiva é induzida na parte mais próxima da carga negativa da esfera A que produz a indução e negativa fica o mais longe possível da carga indutora, pois esta também é negativa.
Como tem o fio aterrando C, a carga negativa que ficaria em C como na figura acima, buscando ficar o mais longe possível da carga indutora, que está em A, vai para a terra e fica da seguinte forma:
Agora, tirando o fio que aterra, temos que a carga positiva ainda fica da mesma forma que está acima, pois a carga de A a "segura". E quando a esfera A se afasta, não existe mais esse efeito, pois com a distância grande a força entre essas cargas vai ser desprezível e carga positiva irá se espalhar pelo corpo em que ela está que é a junção das esferas B e C:
E ao separar essas duas, ambas ficarão com cargas positivas. E a carga da esfera A continua sendo negativa, pois não houve transferência de carga para ela ou dela.
Então a configuração final é QA<0, QB>0 e QC>0.