Em uma demonstração de eletrostática, duas esferas metálicas idênticas são mantidas isoladas e separadas por…

Questão

Em uma demonstração de eletrostática, duas esferas metálicas idênticas são mantidas isoladas e separadas por uma distância fixa. A esfera P apresenta carga elétrica +Q, e a esfera N apresenta carga elétrica -Q. Desprezam-se o peso, a resistência do ar e qualquer interação externa; assim, entre as esferas considera-se apenas a interação elétrica ao longo da linha que une seus centros. Com base nessa situação, qual é a direção e o sentido da força elétrica que a esfera P exerce sobre a esfera N?

1. A) É dirigida ao longo da linha dos centros, com sentido orientado para a esfera P.
2. B) É dirigida para a esfera N, pois somente N exerce força elétrica.
3. C) Não possui direção definida, pois as cargas têm módulos iguais.
4. D) É dirigida ao longo da linha dos centros, com sentido oposto à esfera P.
5. E) É dirigida perpendicularmente à linha que une os centros das esferas.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique as cargas. A esfera P tem carga +Q (positiva) e a esfera N tem carga -Q (negativa). Cargas de sinais opostos se atraem.
2. Como a força elétrica atua ao longo da linha que une os centros das esferas, a direção da força sobre N é essa linha.
3. Pela lei de Coulomb, o módulo da força é o mesmo em ambas as esferas, pois as cargas têm módulos iguais e a interação é mútua (terceira lei de Newton).
4. Como a interação é atrativa, a força que P exerce sobre N aponta para P, ou seja, tem sentido orientado para a esfera P. Isso corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as demais estão erradas: B está errada porque P também exerce força sobre N, e a força é mútua; C está errada porque ter cargas de mesmo módulo não elimina a direção, apenas iguala a intensidade; D está errada porque o sentido oposto a P seria o de repulsão, que não ocorre entre cargas de sinais opostos; E está errada porque a força elétrica entre cargas pontuais (ou esferas que se comportam como tais) é dirigida ao longo da linha dos centros, não perpendicularmente a ela.

💡 Dica: Considere a lei da atração entre cargas opostas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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