Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — questão 58 de Física

Gabarito DEletrostática — eletrização por contato entre esferas idênticasProcesso Seletivo Medicina · 2º semestre · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 58 de Física do Santa Marcelina 2022 (2º semestre)

Enunciado em texto

Duas esferas metálicas idênticas, I e II, e de dimensões desprezíveis, estavam inicialmente isoladas e eletrizadas com cargas qI=6 μCq_I = 6\ \mu\text{C} e qII=−2 μCq_{II} = -2\ \mu\text{C}.

[Figura: as esferas I e II, em suportes isolantes, separadas, com cargas qIq_I e qIIq_{II}.]

Por meio de um fio metálico de capacitância desprezível, fez-se contato entre as duas esferas, e elétrons migraram de uma para outra até ser atingido o equilíbrio eletrostático, quando as esferas passaram a ter cargas qI′q'_I e qII′q'_{II}.

[Figura: as mesmas esferas ligadas por um fio, com cargas qI′q'_I e qII′q'_{II}.]

Durante o contato entre as esferas, houve passagem de elétrons

(A) de II para I e, no final do processo, qI′+qII′=−12 μCq'_I + q'_{II} = -12\ \mu\text{C}.

(B) de II para I e, no final do processo, qI′+qII′=2 μCq'_I + q'_{II} = 2\ \mu\text{C}.

(C) de I para II e, no final do processo, qI′+qII′=4 μCq'_I + q'_{II} = 4\ \mu\text{C}.

(D) de II para I e, no final do processo, qI′+qII′=4 μCq'_I + q'_{II} = 4\ \mu\text{C}.

(E) de I para II e, no final do processo, qI′+qII′=2 μCq'_I + q'_{II} = 2\ \mu\text{C}.

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — FASM/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: o sentido do movimento dos elétrons e a carga total no final.

Passo 1 — a carga total se conserva.

qI′+qII′=6+(−2)=4 μCq'_I + q'_{II} = 6 + (-2) = 4\ \mu\text{C}

Passo 2 — a carga final de cada uma. Esferas idênticas dividem igualmente: cada uma fica com +2 μC+2\ \mu\text{C}.

Passo 3 — quem mandou elétrons para quem. A esfera I foi de +6+6 para +2 μC+2\ \mu\text{C}: ficou menos positiva, ou seja, ganhou elétrons. A esfera II foi de −2-2 para +2 μC+2\ \mu\text{C}: perdeu elétrons. Os elétrons foram de II para I.

⚠️ A armadilha: pensar que “a carga positiva passou de I para II” e marcar (C), que tem a soma certa mas o sentido errado. Nos metais, quem se move são os elétrons, e eles vão para a esfera que estava com mais carga positiva.

A ideia em uma frase: no contato, a carga total se conserva; os elétrons migram da esfera mais negativa para a mais positiva até as duas ficarem iguais (se idênticas).

Resposta: alternativa D (de II para I, e qI′+qII′=4 μCq'_I + q'_{II} = 4\ \mu\text{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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do Santa Marcelina 2022 (2º semestre)

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do Santa Marcelina 2022 (2º semestre) →

Mais questões de Eletrostática, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →