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Eletrostática - Eletrização por Contato

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Mensagem por George Esperança Seg 10 Set 2018, 06:39

A figura representa quatro esferas metálicas idênticas penduradas por fios isolantes elétricos.

Eletrostática - Eletrização por Contato Figura10
O arranjo está num ambiente seco e as esferas estão inicialmente em contato umas com as outras. A esfera 1 é carregada com uma carga elétrica +Q.
Escolha a opção que representa a configuração do sistema depois de atingido o equilíbrio. 

O gabarito indica o item c como correta, mas não poderia ser a alternativa b?
Obs. Caso a resposta seja realmente c, é possível fazer a distribuição das cargas elétricas na superfície das esferas demostrando o equilíbrio na posição indicada?

George Esperança
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Mensagem por Elcioschin Seg 10 Set 2018, 09:08

Imagine inicialmente que fossem apenas duas esferas: neste caso, cada uma delas ficaria com carga +Q/2
Obviamente, haverá uma força de repulsão entre ambas e elas se afastarão.

Para as 4 esferas,  inicialmente cada esfera passa a ter uma carga +Q/4, pois elas estão em contato.

Ocorrendo a repulsão, as cargas da esferas 2 e 3 vão se movimentar entre as esferas 1 e 4, ficando estas últimas com carga Q/2 e as do meio ficarão neutras.

O movimento de cargas entre 1 e 2 e entre 3 e 4 ocorre da seguinte maneira:

1) Elétrons livres de 1 se dirigem para 2, neutralizando 2 e dobrando a carga de 1
2) Elétrons livres de 4 se dirigem para 3, neutralizando 3 e dobrando a carga de 4

Alternativa C
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