Questão 97 da EEAR 2013

Question

Considere três esferas idênticas A, \boldsymbol{B} e \boldsymbol{C}, separadas umas das outras, formando um sistema eletricamente isolado, e que A está eletricamente carregada com carga Q, enquanto \boldsymbol{B} e \boldsymbol{C} estão eletricamente neutras. Coloca-se a esfera A em contato somente com \boldsymbol{B}, em seguida somente com \boldsymbol{C}, depois simultaneamente com \boldsymbol{B} e \boldsymbol{C} e, por fim, elas são separadas novamente.

Com base nos Princípios da Eletrostática, qual a carga total do sistema depois de todo o processo?

A
\text{Q}
B
\text{Q}/3
C
\text{Q}/4
D
\text{Q}/8

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 97 da EEAR 2013

Exame de escolaridade · Física: Carga elétrica e processos de eletrização

Considere três esferas idênticas A, \boldsymbol{B} e \boldsymbol{C}, separadas umas das outras, formando um sistema eletricamente isolado, e que A está eletricamente carregada com carga Q, enquanto \boldsymbol{B} e \boldsymbol{C} estão eletricamente neutras. Coloca-se a esfera A em contato somente com \boldsymbol{B}, em seguida somente com \boldsymbol{C}, depois simultaneamente com \boldsymbol{B} e \boldsymbol{C} e, por fim, elas são separadas novamente.

Com base nos Princípios da Eletrostática, qual a carga total do sistema depois de todo o processo?

A
\text{Q}
B
\text{Q}/3
C
\text{Q}/4
D
\text{Q}/8

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

Reportar erro na questão

Resolução comentada

O conceito aqui é a conservação da carga elétrica: em um sistema eletricamente isolado, a soma das cargas não muda, por mais contatos que ocorram. Os contatos só redistribuem a carga entre as esferas.

Como as esferas são idênticas, cada contato divide a carga igualmente entre as esferas que se tocam. Acompanhando os passos:

A toca B: cada uma fica com Q/2. Total: Q/2 + Q/2 + 0 = Q.
A (com Q/2) toca C (neutra): cada uma fica com Q/4. Agora A = Q/4, B = Q/2, C = Q/4. Total: Q.
As três se tocam juntas: a carga total Q se divide em três partes iguais, Q/3 para cada esfera.

A pergunta pede a carga total do sistema no fim, e não a carga de cada esfera. Somando:

Q_{\text{total}} = \frac{Q}{3}+\frac{Q}{3}+\frac{Q}{3} = Q

A carga total continua sendo Q, pois o sistema é isolado e nenhuma carga entra ou sai dele.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana quem responde a carga final de cada esfera (Q/3) em vez da carga total do sistema, que se conserva.

Por que as outras alternativas estão erradas

BÉ a carga de cada esfera no final, não a carga total do sistema.
CÉ a carga que A e C têm após o segundo contato, valor parcial que não representa o total.
DNão corresponde a nenhuma etapa; vem de dividir a carga repetidamente, esquecendo a conservação.

Assunto: Carga elétrica e processos de eletrização.

Reportar erro na resolução

Ver como caiu na prova

Fonte: EEAR 2013 · CFS. Prova oficial ↗