Dispõe-se de três esferas metálicas A, B e C idênticas em material e geometria, isoladas. As esferas A e B inicialmente estão neutras e a esfera C está carregada com carga Q. Coloca-se C em contato com A até atingirem o equilíbrio eletrostático. Após separá-las, coloca-se A em contato com B. A carga final de A é
- A)Q.
Errada, porque a carga não fica toda em A: ao tocar outra esfera idêntica, ela se divide igualmente.
- B)Q/2.
Errada, porque Q/2 é a carga de A após o primeiro contato, não ao final da sequência.
- C)Q/3.
Errada, porque ignora a segunda divisão de carga quando A encosta em B.
- D)Q/4.
Certa, pois A recebe Q/2 no primeiro contato e depois fica com metade disso, ou seja, Q/4.
- E)Q/8.
Errada, porque haveria mais divisões do que as previstas no problema; a sequência não leva a Q/8.
Gabarito: D
Quando duas esferas metálicas idênticas entram em contato, a carga total se redistribui igualmente entre elas, porque têm a mesma geometria e, portanto, o mesmo potencial no equilíbrio eletrostático. Aqui, a esfera C começa com carga Q e a esfera A está neutra. Ao colocá-las em contato, a carga total do sistema fica Q, dividida igualmente: A fica com Q/2 e C também com Q/2. Depois, A é colocada em contato com B, que ainda está neutra. Novamente, como as duas esferas são idênticas, a carga total desse novo sistema é Q/2, e ela se reparte em partes iguais. Assim, A termina com Q/4 e B também com Q/4. Ou seja, a conta é feita em duas etapas de “divide por 2”. Primeiro, Q vira Q/2 em A. Depois, esse Q/2 vira Q/4 em A ao tocar B. É uma questão clássica de conservação de carga e igualdade de potencial em condutores idênticos no equilíbrio eletrostático. Por isso, o gabarito é a alternativa D. Em Física de concurso, quando o enunciado diz que as esferas são idênticas, isso quase sempre é o sinal de que a carga vai se repartir igualmente no contato.