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Questão 82 (CFS 1) da EEAR 2023

CFS 1 · Física: Carga elétrica e processos de eletrização

– Duas esferas metálicas e eletricamente neutras, X e Y, são montadas sobre bases diferentes, ambas feitas de material isolante. Inicialmente, a esfera metálica X está próxima a um bastão negativamente carregado, sem tocá-lo. Em seguida, outra esfera Y toca a esfera X e, nesse momento, ambas as esferas estão sujeitas ao campo elétrico gerado pelo bastão. Com o bastão carregado ainda próximo de X, a esfera Y é afastada de X e, em seguida, o bastão é afastado de ambas cessando a ação do seu campo elétrico. Assinale corretamente a alternativa que indica, respectivamente, as cargas das esferas X e Y logo após o afastamento do bastão carregado.

  1. A
    neutra e neutra
  2. B
    positiva e positiva
  3. C
    negativa e positiva
  4. D
    positiva e negativa
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Resolução comentada

Trata-se de eletrização por indução. Em um condutor neutro, os elétrons livres se movem sob ação de um campo elétrico externo.

  1. O bastão é negativo e fica próximo de X, sem tocá-lo. Os elétrons livres são repelidos para longe do bastão.

  2. Y toca X, então as duas esferas formam um único condutor. Os elétrons repelidos se espalham também por Y. Assim, a esfera X, a mais próxima do bastão, fica com falta de elétrons (carga positiva) e a esfera Y, a mais afastada, fica com excesso de elétrons (carga negativa).

  3. Com o bastão ainda por perto, Y é afastada de X. Os dois corpos ficam separados, e cada um mantém a carga que tinha: X com falta de elétrons e Y com excesso.

  4. Quando o bastão é afastado, não há mais campo para redistribuir cargas. Como X e Y estão em bases isolantes e já separadas, nada se redistribui nem se neutraliza.

As cargas têm o mesmo módulo, pois o sistema X+Y era neutro e a carga total se conserva: X fica positiva e Y fica negativa.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIgnora que a separação das esferas ocorreu com o bastão presente, o que fixa as cargas induzidas; as esferas não voltam a ser neutras.
  • BViola a conservação da carga: o sistema X+Y era neutro, logo não podem ficar as duas positivas.
  • CInverte os sinais: os elétrons são repelidos pelo bastão negativo, então X (mais próxima) fica positiva e Y negativa.

Assunto: Carga elétrica e processos de eletrização.

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Ver como caiu na prova Questão 82 no caderno CFS 1 da EEAR 2023

Fonte: EEAR 2023 · CFS 1. Prova oficial ↗