condutores esféricos - intermediário

CONDUTORES ESFÉRICOS - INTERMEDIÁRIO
1. (ITA 2002) Uma esfera metálica isolada, de 10,0 cm de raio, é carregada no vácuo até atingir o potencial U = 9,0 V.
Em seguida, ela é posta em contato com outra esfera metálica isolada, de raio R2 = 5,0 cm. Após atingido o equilíbrio,
1
qual das alternativas abaixo melhor descreve a situação física? É dado que
= 9,0. 109 N m2/C2.
4πε0
(A) A esfera maior terá uma carga de 0,66 . 10-10C.
(B) A esfera maior terá um potencial de 4,5 V.
(C) A esfera menor terá uma carga de 0,66 . 10-10C.
(D) A esfera menor terá um potencial de 4,5 V.
(E) A carga total é igualmente dividida entre as 2 esferas.
Obs.: A resolução desta questão está no artigo “Capacitância – Teoria”.
2. (Mack-SP) Para pôr em prática seus conhecimentos de eletricidade, Sérgio dispõe de duas esferas metálicas, A e B. A
esfera B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a
esfera A com 4,0 μC e a B com 5,0 μC. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio
eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas elétricas das esferas serão, respectivamente:
(A) QA = 1,0 μC e QB = 8,0 μC
(B) QA = 8,0 μC e QB = 1,0 μC
(C) QA = 4,5 μC e QB = 4,5 μC
(D) QA = 6,0 μC e QB = 3,0 μC
(E) QA = 3,0 μC e QB = 6,0 μC
3. (Mack-SP) Numa reunião de colegas de classe, um deles propôs a outros cinco o seguinte problema:
Três esferas metálicas inicialmente isoladas uma da outra, eletrizadas com cargas de mesmo valor e de volumes
respectivamente iguais a V, 8V e 27V, são colocadas em contato entre si. Após atingirem o equilíbrio eletrostático, elas
são novamente separadas. O que ocorre com as cargas elétricas dessas esferas após a última separação?
O aluno que propôs o problema registrou as respostas abaixo, das quais a correta é:
(A) as três esferas continuarão com a mesma carga inicial.
(B) a esfera menor é a única que continuará com a mesma carga inicial.
(C) a esfera maior é a única que continuará com a mesma carga inicial.
(D) a esfera menor ficará com metade de sua carga inicial.
(E) a esfera maior ficará com metade de sua carga inicial.
4. (Equipe SEI) Duas esferas, de volumes iguais a V e 64V, são eletrizadas com carga igual a Q cada uma. Elas são
mantidas separadas por uma distância d (bem maior que o raio das esferas). Estas esferas são colocadas em contato e,
após o equilíbrio eletrostático ser atingido, são novamente separadas, agora por uma distância d/2. Determine a razão
F1/F2, onde F1 é o módulo da força de repulsão entre as esferas na situação inicial e F2 é o módulo da força de repulsão
entre as esferas na situação final.
GABARITO
1. A
2. E
3. D
4.
F1 25
=
F2 64