FAMECA 2014 — questão 42 de Física

Enunciado em texto
Quatro esferas metálicas idênticas, A, B, C e D, estão inicialmente carregadas com cargas elétricas cujos valores estão indicados na tabela.
| corpo | carga (C) |
|---|---|
| A | |
| B | |
| C | |
| D |
Realiza-se a seguinte sequência de contatos:
• A toca B, mantendo-se C e D à distância; as esferas são separadas.
• C toca D, mantendo-se A e B à distância; as esferas são separadas.
• A toca C, mantendo-se B e D à distância; as esferas são separadas.
Sendo C o valor da carga elétrica elementar, é correto afirmar que após a sequência de contatos indicados, a carga elétrica adquirida pela esfera A, em coulombs, é um valor aproximado de
(A) – 100.
(B) – 1.
(C) + 100.
(D) + 10.
(E) – 10.
(Enunciado: Vestibular FAMECA 2014, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a carga final da esfera A, em coulombs.
Passo 1 — a regra do contato. Duas esferas metálicas idênticas que se tocam dividem a soma das cargas meio a meio (a carga total se conserva e, por simetria, cada uma fica com metade). Para facilitar, escreva tudo em unidades de : A = −20, B = +6, C = −5, D = −7.
Passo 2 — A toca B.
Passo 3 — C toca D.
Passo 4 — A toca C.
Ou seja, .
Passo 5 — em coulombs.
⚠️ A armadilha: ler a carga de A como , sem notar que a potência dela é (dez vezes maior que as outras). As contas mudam totalmente. Antes de somar cargas, ponha todas na mesma potência de 10.
A ideia em uma frase: no contato entre esferas idênticas, cada uma fica com a média das cargas; no fim, multiplique o número de cargas elementares por e.
Resposta: alternativa B (cerca de −1 C).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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