segunda-feira, 17 de fevereiro de 2014

14.UFRGS 2011

14. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem.
Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, são montadas em suportes isolantes. A esfera A está positivamente carregada com carga Q, enquanto as esferas B e C estão eletricamente neutras. Colocam-se então as esferas B e C em contato uma com a outra e, então coloca-se a esfera em contato com a esfera B conforme representado na figura.
Depois de assim permanecerem por alguns instantes, as três esferas simultaneamente separadas. Considerando-se que o experimento foi realizado no vácuo (k0 = 9x10^9 Nm²/C²) e que a distância final (d) entre as esferas A e B é muito maior que seu raio, a força eletrostática entre essas duas esferas  é ......... e de intensidade igual a .......... .
(A) repulsiva - k0Q²/(9d²)
(B) atrativa - k0Q²/(9d²)
(C) repulsiva -  k0Q²/(6d²)
(D) atrativa -  k0Q²/(4d²)
(E) repulsiva -  k0Q²/(4d²)

Ao colocarmos as três esferas em contato, por elas serem idênticas, a carga é distribuída igualmente entre elas. Logo cada esfera fica com um terço da carga inicial.
Como as cargas distribuição da carga é feita por simples contato, a sua natureza permanece a mesma. Isto gera uma força repulsiva entre as esferas A e B quando aproximadas.
Utilizando a lei de Coulomb podemos calcular o módulo da força:
Utilizando então os valores de carga e distância dadas pelo problema
Assim a resposta é da da pelo item A.