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Durante uma aula experimental, duas esferas condutoras (A e B) idênticas, e inicialmente neutras, são analisadas. O professor eletriza a esfera A, que fica com determinada carga elétrica Q positiva. A seguir, coloca-as em contato por alguns instantes e, depois de separá-las, as esferas são fixadas em dada posição, de modo que a distância entre seus centros seja de 2b. Em seguida, o professor traça um eixo x perpendicular à linha que une os centros das esferas, o qual possui origem a uma distância b de cada uma, conforme mostra a figura a seguir. Ao finalizar o experimento de eletrização, o professor pede aos alunos para esboçarem o comportamento do potencial elétrico, decorrente dessas esferas, para um ponto P qualquer no eixo x. O esboço do gráfico que melhor representa o potencial elétrico V em função da posição P (sobre o eixo x) é:

A
B
C
D
E
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Matematicamente

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, precisamos entender como o potencial elétrico se comporta em relação a duas esferas condutoras eletrizadas. 1. Esferas Condutoras: Quando a esfera A é eletrizada com carga Q positiva e entra em contato com a esfera B, que inicialmente é neutra, a carga se distribui entre as duas esferas. Após o contato, a esfera A terá carga Q/2 e a esfera B também terá carga Q/2, pois são idênticas. 2. Potencial Elétrico: O potencial elétrico V gerado por uma carga pontual é dado pela fórmula \( V = \frac{k \cdot Q}{r} \), onde k é a constante eletrostática, Q é a carga e r é a distância do ponto onde se mede o potencial até a carga. 3. Comportamento no Eixo x: No eixo x, o potencial elétrico resultante será a soma dos potenciais de cada esfera. Para um ponto P no eixo x, o potencial será influenciado pela distância de P até cada esfera. 4. Análise do Gráfico: O potencial elétrico será maior próximo das esferas e diminuirá à medida que nos afastamos delas. Entre as esferas, o potencial será influenciado pelas duas cargas, e a soma dos potenciais pode resultar em um comportamento que varia conforme a posição de P. Considerando essas informações, o gráfico que melhor representa o potencial elétrico V em função da posição P no eixo x deve mostrar um aumento do potencial próximo a cada esfera e uma diminuição à medida que nos afastamos delas, com um ponto de mínimo entre as esferas. Sem a visualização dos gráficos A, B, C, D e E, não posso indicar qual é o correto. Você deve escolher o gráfico que mostra esse comportamento descrito. Se precisar de mais ajuda, sinta-se à vontade para perguntar!

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