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9. (UFSC-SC) Uma esfera condutora 1, de raio R1, está eletricamente carregada com uma carga Q1 e apresenta um potencial elétrico V1. A esfera condu...

9. (UFSC-SC) Uma esfera condutora 1, de raio R1, está eletricamente carregada com uma carga Q1 e apresenta um potencial elétrico V1. A esfera condutora 1 é ligada, por meio de um fio condutor de dimensões desprezíveis, a uma esfera condutora 2, de raio R2 e descarregada. Após atingirem equilíbrio eletrostático, a esfera 1 adquire carga Q1' e potencial V1' e a esfera 2 adquire carga Q2' e potencial V2'.
Considerando a situação descrita, dê como resultado a soma dos números associados às proposições corretas
01. V1 = V1' + V2'
02. Q2' = Q1'
04. Q1' + Q2' = Q1
08. V1' = V2'
16. Q2'/Q1' = R2/R1
32. V1 = V1'

Essa pergunta também está no material:

5 Lista 1 - RESOLUÇÃO - Condutor Equilibro
2 pág.

Física Ifg - Campus Valparaiso De GoiasIfg - Campus Valparaiso De Goias

💡 1 Resposta

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Para resolver essa questão, podemos utilizar a conservação da carga elétrica e a conservação do potencial elétrico. Inicialmente, a esfera 1 tem carga Q1 e potencial V1. Após a ligação com a esfera 2, a carga total é mantida, mas é redistribuída entre as duas esferas. Como a esfera 2 estava inicialmente descarregada, toda a carga Q1 é transferida para ela, ou seja, Q2' = Q1. A conservação do potencial elétrico nos diz que a soma dos potenciais elétricos das esferas 1 e 2 é constante antes e depois da ligação. Portanto, temos que V1 + 0 = V1' + V2', o que nos leva a concluir que V1 = V1' + V2'. Como a esfera 2 estava inicialmente descarregada, seu potencial elétrico era zero. Após a ligação, ela adquire carga Q1 e potencial V2'. Usando a equação acima, temos que V1' = V2'. A carga total após a ligação é Q1' + Q2' = Q1. Como Q2' = Q1, temos que Q1' + Q1 = Q1, o que nos leva a concluir que Q1' = 0. Finalmente, podemos calcular a razão entre as cargas das esferas 2 e 1 após a ligação. Temos que Q2'/Q1' = Q1/Q1' = 1/0, o que não é definido. Portanto, a alternativa correta é a soma dos números associados às proposições 01, 02, 04 e 08, que é igual a 15.

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