FAMECA 2018 — questão 43 de Física
Enunciado em texto
Duas esferas metálicas A e B estão montadas sobre suportes isolantes e afastadas uma da outra. Inicialmente, a esfera A está eletrizada com carga negativa e a esfera B está neutra, como mostra a figura.
[Figura: à esquerda, a esfera A, maior, com sinais − espalhados pela superfície; à direita, a esfera B, menor, sem cargas; as duas sobre suportes isolantes.]
Caso sejam conectadas por um fio condutor, haverá fluxo de cargas entre as esferas até que
(A) a diferença de potencial entre A e B seja nula.
(B) o potencial elétrico em uma delas se anule.
(C) o campo elétrico na superfície de A seja igual ao campo elétrico na superfície de B.
(D) a quantidade de carga elétrica de A seja igual à quantidade de carga elétrica de B.
(E) o campo elétrico na superfície de uma delas se anule.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2018, 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: quando a passagem de cargas pelo fio para.
Passo 1 — por que as cargas andam. Cargas livres num condutor se movem quando há diferença de potencial entre dois pontos dele. O fio faz de A, B e do próprio fio um único condutor. Elétrons passam de A para B enquanto houver ddp entre elas.
Passo 2 — quando param. O fluxo cessa no equilíbrio eletrostático, quando o condutor todo tem o mesmo potencial: , ou seja, ddp nula.
Por que não as outras: (B) nenhum potencial se anula: a carga negativa total se conserva e se divide entre as duas, que ficam com o mesmo potencial, negativo. (C) e (D) só valeriam com esferas iguais; com raios diferentes, potencial igual () exige cargas diferentes, e o campo na superfície () fica maior na esfera menor. (E) as duas ficam carregadas, então o campo na superfície de nenhuma delas é nulo.
⚠️ A armadilha: achar que as cargas se dividem meio a meio (alternativa D). Isso só acontece com esferas idênticas. O que se iguala sempre é o potencial.
A ideia em uma frase: condutores ligados trocam cargas até ficarem no mesmo potencial.
Resposta: alternativa A (até a ddp entre A e B ser nula).
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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