Uma esfera condutora, eletricamente neutra, suspensa por fio isolante, toca outras três esferas de mesmo tamanho e eletrizadas com cargas Q, 3Q, e 2Q, respectivamente. Após tocar na terceira esfera eletrizada, a carga da primeira esfera é igual a:
a) 2Q
b) Q
c) Q/2
d) Q/4
e) Q/6
a) 2Q
b) Q
c) Q/2
d) Q/4
e) Q/6
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Resposta:
b) Q
Explicação:
Para resolver esse problema, podemos utilizar a Lei da Conservação de Carga, que afirma que a carga total em um sistema isolado permanece constante. Se a esfera condutora inicialmente neutra toca as três esferas eletrizadas com cargas Q, 3Q e 2Q, a carga total do sistema deve ser preservada.
Inicialmente, a esfera neutra tem uma carga de 0, e as três esferas eletrizadas têm cargas Q, 3Q e 2Q. A carga total do sistema é, portanto, Q + 3Q + 2Q = 6Q.
Após a esfera neutra tocar as três esferas eletrizadas, a carga total do sistema ainda deve ser 6Q. Portanto, a carga da esfera neutra após o toque será igual à carga restante necessária para manter o sistema em equilíbrio.
6Q (carga total inicial) - Q - 3Q - 2Q (cargas das três esferas eletrizadas) = Carga da esfera neutra após o toque
6Q - 6Q = Carga da esfera neutra após o toque
0 = Carga da esfera neutra após o toque
Isso significa que, após tocar as três esferas eletrizadas, a carga da primeira esfera (inicialmente neutra) é igual a zero.
Portanto, a resposta correta é que a carga da primeira esfera é igual a 0, o que não está entre as opções fornecidas. Se você estava procurando por uma das opções fornecidas, a resposta mais próxima seria "b) Q", embora a carga real seja zero de acordo com o princípio da conservação de carga.