Duas bolinhas idênticas, pintadas com tinta metálica, estão carregas. Quando estão afastadas 4,0 ∙ 10−2 m, elas se atraem com uma força de 27 ∙ 10...

Para a alternativa (a), a mudança da força de atrativa para repulsiva ocorre devido ao fato de que, quando as bolinhas são aproximadas, a carga positiva de uma bolinha induz uma polarização na outra bolinha, fazendo com que a região mais próxima da bolinha positiva se torne negativa e a região mais distante se torne positiva. Isso resulta em uma atração inicial. No entanto, quando as bolinhas são tocadas, ocorre uma transferência de elétrons entre elas, neutralizando a carga positiva inicial e resultando em cargas iguais e de sinal contrário, o que causa a repulsão quando afastadas. Para a alternativa (b), vamos determinar as cargas das bolinhas antes e depois do contato: Seja \(Q\) a carga da bolinha com carga positiva e \(3Q\) a carga da bolinha com carga negativa antes do contato. Antes do contato: A força atrativa inicial é dada por: \[ F = \frac{k \cdot |Q \cdot 3Q|}{(4,0 \times 10^{-2})^2} = 27 \times 10^{-5} \, N \] Resolvendo essa equação, encontramos o valor de \(Q\). Depois do contato: As cargas se tornam iguais em módulo e de sinais opostos, ou seja, \(Q\) e \(-Q\). A força repulsiva é dada por: \[ F = \frac{k \cdot |Q \cdot (-Q)|}{(4,0 \times 10^{-2})^2} = 9 \times 10^{-5} \, N \] Resolvendo essa equação, encontramos o novo valor de \(Q\).