(Continuação da pergunta) internamente a uma casca esfera metálica esfera metálica e em seguida as esferas são tocadas e separadas.
A) Determine a carga da primeira esfera após o aterramento; B) Determine a carga da segunda esfera após o contato interno com a casca. C) Constata-se que no vácuo a 1m e após todos os processos, duas dessas esferas interagem com força elétrica de 3,6N. Determine a carga elétrica em mc das duas esferas nessa situação. D) Determine a carga inicial da terceira esfera (antes do contato entre todas as esferas)
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Por estarmos tratando de esferas metálicas, as cargas estão livres para se locomover por toda a esfera e em um regime estacionário e sem forças externas, as cargas se concentram na superfície externa do condutor.
A) Ao aterrarmos qualquer esfera metálica, a mesma é totalmente descarregada, transferindo sua carga para a terra. Dessa forma, depois do aterramento a carga da primeira esfera é nula.
B) Ao tocarmos a segunda esfera a uma casca metálica exterior, toda a carga tende a se locomover para a superfície mais externas, fazendo com que a carga da segunda esfera se torne nula.
C) Depois de todo o processo, as três esferas se tocam e afastam. Como elas são idênticas (de mesma área externa), a carga inicial \(Q=3q\) é distribuída igualmente entre as três esferas, de forma que cada uma tenha uma carga final \(q = Q/3\). Ao colocarmos duas esferas dessas a uma distânica de 1 m, elas se interagem como uma força de 3,6 N, dada pela força de Coulomb:
\(F={kqq\over d^2}\Rightarrow q = d\sqrt{F\over k}=\sqrt{3,6\over9\cdot10^9}=\sqrt{36\over9\cdot10^{10}}=2\cdot10^{-5}\Rightarrow\boxed{q=0,02\ mC}\)
D) Como citado no item anterior, a carga inicial da terceira esfera é dada por:
\(Q=3q\Rightarrow\boxed{Q=0,06\ mC}\)
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