13. (UFRGS) Duas pequenas esferas metálicas, isoladas, idênticas e situadas no vácuo, estão inicialmente carregadas com +10 µC e -8 μC. As esferas são encostadas e, então, novamente separadas, com seus centros mantidos a 10 cm de distância um do outro. Que tipo de força eletrostática será exercida sobre essas esferas e qual o seu módulo? (faça a conta necessária para resolver)
a) Atrativa, de módulo igual a 0,81 N.
b) Atrativa, de módulo igual a 0,90 N.
c) Atrativa, de módulo igual a 0,70 N.
d) Repulsiva, de módulo igual a 0,81 N.
e) Repulsiva, de módulo igual a 0,90 N.
a) Atrativa, de módulo igual a 0,81 N.
b) Atrativa, de módulo igual a 0,90 N.
c) Atrativa, de módulo igual a 0,70 N.
d) Repulsiva, de módulo igual a 0,81 N.
e) Repulsiva, de módulo igual a 0,90 N.
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Resposta:
A alternativa correta é a letra (b) Atrativa, de módulo igual a 0,90 N.
Explicação:
Quando duas esferas metálicas são encostadas, elas compartilham suas cargas elétricas. Neste caso, a carga total das duas esferas é +10 µC + (-8 µC) = +2 µC. Como as esferas são idênticas, cada uma delas ficará com metade dessa carga, ou seja, +1 µC.
A força eletrostática entre duas cargas puntiformes é dada pela Lei de Coulomb: F = k * |q1 * q2| / d², onde F é a força eletrostática, k é a constante eletrostática (k = 9 * 10^9 N * m²/C² no vácuo), q1 e q2 são as cargas elétricas das esferas e d é a distância entre elas.
Substituindo os valores na fórmula, temos: F = (9 * 10^9 N * m²/C²) * (1 * 10^-6 C * 1 * 10^-6 C) / (0,1 m)^2 = 0,9 N.
Portanto, a força eletrostática exercida sobre as esferas é atrativa, de módulo igual a 0,90 N. A alternativa correta é a letra (b) Atrativa, de módulo igual a 0,90 N.