Uma terceira esfera, 3, igual às duas primeiras, que dispõe de um cabo não condutor e está inicialmente neutra, é colocada em contato primeiro com a esfera 1 (Fig. 21-22b), depois com a esfera 2 (Fig. 21-22c) e, finalmente, removida (Fig. 21-22d). A força eletrostática a que a esfera 2 agora está submetida tem módulo F′. Qual é o valor da razão F′/F?

(Problema 2 - Capítulo 21, Halliday | Resnick e Walker; 10 ed.)


Esta é uma questão que exige muito mais interpretação do que "cálculos" propriamente dito. E para iniciar o raciocínio comecemos pelo fato de possuírem a mesma carga - consideremos carga igual a "q" para partícula 1 e 2 - e que, por conceito, irão se alterando a cada contato com as demais, no caso a 3, que inicialmente apresenta carga 0 (zero). Então vamos lá a sequência e o desenrola da solução do problema.

  • Situação Inicial 


  • Situação 2

A carga 3, que possui carga 0, toca a carga 1, cujo valor foi considerado q. Cujo contato com uma neutra, divide sua carga a metade, ou seja, q / 2 para partícula 1 e o mesmo valor para partícula 3.
  • Situação 3
Neste ponto, o contato agora é de 3 com 2. Lembre que a partícula 3 já não esta mais nula após o contato com 1. Ela apresenta carga igual a q/2 que entrará em contato com um corpo com carga q.
Faremos então um pequeno arranjo matemático para mostrar a eletrização entre esta duas partículas.

Logo, as partículas 2 e 3, agora possuem cargas iguais a 3q / 4.

Então, temos condições de dizer qual a razão pedida entre a força de 2 pela força de 1, considerando o fim do processo de eletrização. Vamos lá!

Temos aqui a situação inicial da força, !

Agora temos a situação final, após processo de eletrização!

E finalmente a razão entre F' / F.

Assim dizemos que a razão entre as forças vale 3/8.

Até a próxima! Esperamos ter ajudado em algo.
.