UFRGS 2018 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a esfera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará ........ .
Por outro lado, se primeiramente o aterramento for desfeito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará ........ .
(A) eletricamente neutra – positivamente carregada
(B) eletricamente neutra – negativamente carregada
(C) positivamente carregada – eletricamente neutra
(D) positivamente carregada – negativamente carregada
(E) negativamente carregada – positivamente carregada
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2018, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a carga final da esfera nas duas ordens possíveis de “afastar a carga” e “desfazer o aterramento”.
Passo 1 — com Q perto e a esfera aterrada. A carga negativa Q repele os elétrons livres da esfera. Com o fio terra, esses elétrons escoam para a Terra. A esfera fica com falta de elétrons, isto é, positiva, presa pela atração de Q.
Passo 2 — primeira ordem: afasta Q, depois desliga o terra. Sem Q por perto, não há mais nada repelindo os elétrons nem segurando a carga positiva. Como o fio terra ainda está ligado, os elétrons voltam da Terra e neutralizam a esfera. Quando o terra é desfeito, ela já está eletricamente neutra.
Passo 3 — segunda ordem: desliga o terra, depois afasta Q. Os elétrons que foram para a Terra não têm mais caminho de volta. Quando Q é afastada, a falta de elétrons continua e só se espalha pela superfície: a esfera fica positivamente carregada.
⚠️ A armadilha: achar que, afastando Q com o terra ainda ligado, a esfera continua positiva (alternativas C e D): com o fio ligado, os elétrons voltam. Outra: achar que a esfera fica com o mesmo sinal da carga indutora (alternativas B e E). Na indução, a carga que sobra tem sinal oposto ao do indutor, e só sobra se o terra for cortado antes de afastar o indutor.
A ideia em uma frase: na indução com terra, corta-se o fio primeiro e afasta-se o indutor depois; na ordem inversa, a carga volta e a esfera fica neutra.
Resposta: alternativa A (eletricamente neutra – positivamente carregada).
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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