Ed
ano passado
Para resolver essa questão, precisamos entender a Lei de Coulomb, que descreve a força eletrostática entre duas cargas. A força \( F \) entre duas cargas \( q_1 \) e \( q_2 \) separadas por uma distância \( r \) é dada pela fórmula: \[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \] onde \( k \) é a constante eletrostática. 1. Situação Inicial: Temos duas cargas \( q_1 \) e \( q_2 \) separadas por uma distância \( r \). A força inicial \( F_i \) é: \[ F_i = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \] 2. Colocando em Contato: Quando as cargas são colocadas em contato, elas se igualam. Se \( q_1 \) e \( q_2 \) são as cargas iniciais, a carga final em cada esfera após o contato será: \[ q_f = \frac{q_1 + q_2}{2} \] 3. Situação Final: Após afastar as esferas para uma nova distância \( r' \), a força final \( F_f \) será: \[ F_f = k \frac{|q_f \cdot q_f|}{(r')^2} = k \frac{\left(\frac{q_1 + q_2}{2}\right)^2}{(r')^2} \] 4. Razão entre as Forças: Agora, precisamos encontrar a razão entre a força final e a força inicial: \[ \frac{F_f}{F_i} = \frac{k \frac{\left(\frac{q_1 + q_2}{2}\right)^2}{(r')^2}}{k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}} = \frac{\left(\frac{q_1 + q_2}{2}\right)^2}{|q_1 \cdot q_2|} \cdot \frac{r^2}{(r')^2} \] 5. Analisando as Alternativas: Para determinar a razão exata, precisaríamos de valores específicos para \( q_1 \), \( q_2 \), \( r \) e \( r' \). No entanto, a questão parece sugerir que a razão entre as forças é uma fração simples. Sem valores específicos, não é possível calcular a razão exata, mas a análise sugere que a força diminui ao quadrado da distância e que a carga se torna metade após o contato. Dentre as opções apresentadas, a que mais se aproxima de uma razão que poderia ser obtida em um cenário típico de interação eletrostática após contato e afastamento é a opção E 1/8, considerando a diminuição da força devido ao aumento da distância e a redução da carga. Portanto, a resposta correta é E 1/8.
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