(UFU-MG) Uma pequena bolinha de metal,

Fiquei com dúvidas nas letras A e B dessa questão:


(UFU-MG) Uma pequena bolinha de metal, carregada com uma carga elétrica –Q encontra-se presa por um fio no interior de uma fina casca esférica condutora neutra, conforme figura abaixo.
A bolinha encontra-se em uma posição não concêntrica com a casca esférica.
Com base nessas informações, indique a alternativa que corresponde a uma situação física verdadeira.


a) Se o fio for de material isolante, a bolinha não trocará cargas elétricas com a casca esférica condutora, porém induzirá uma carga total + Q na casca, a qual ficará distribuída sobre a parte externa da casca, assumindo uma configuração conforme representação abaixo.



* Mas, se a esfera é neutra e haverá indução, a configuração não deveria ser: (?)







Já a letra B dizia:
b) Se o fio for de material condutor, a bolinha trocará cargas elétricas com a casca esférica, tornando-se neutra e produzindo uma carga total – Q na casca esférica, a qual ficará distribuída uniformemente sobre a parte externa da casca, conforme representação a seguir.






Muito obrigada desde já!

up

a) Falsa ---> mas a explicação está errada:

Na eletrização por indução sempre haverá separação de cargas

1) Na região da casca, mais próxima da bolinha, ficarão as cargas positivas e na região mais afastada ficarão as negativas

Isto acontece porque, com a aproximação da bolinha (-Q), os elétrons da casca da região próxima são repelidos, dirigindo-se para a região mais afastada (a qual fica negativa). Com a falta de elétrons a região próxima fica positiva.

Está errada, portanto, porque no desenho NÃO aparecem as cargas negativas na região mais afastada.

b) Lembre-se que, no interior de uma esfera condutora, o campo elétrico é sempre NULO. Devido a isto, se a esfera for carregada (tanto positiva quanto negativamente), as cargas SEMPRE se distribuem pela superfície externa dela.

Sendo o fio condutor, tanto ele quanto a bolinha FAZEM parte da região interior da casca, onde NÃO existe campo elétrico; logo, as cargas elétricas da bolinha irão todas para o exterior da casca.

Afirmativa verdadeira

Entendido. Agora, gostaria de saber outra coisa: ao final do processo, o potencial da bolinha será zero, afinal sua carga foi toda para a casca. Mas isso não contraria a teoria que diz que dois corpos em contato e em equilíbrio eletrostático devem ter o mesmo potencial?

E quem disse que o potencial da bolinha é zero ???

Eu afirmei APENAS que o campo elétrico no interior da bolinha (e do fio) é nulo!!!

O potencial da bolinha e do fio é o MESMO potencial da casca esférica: U = k.(-Q)/R

E outra coisa: o seu desenho da indução não está correto: as cargas positivas e as cargas negativas não se distribuem por uma região tão vasta, na indução. A região one elas ficam é bem pequena.

Você está precisando estudar a teoria a respeito

Mas se a carga da bolinha foi toda para a casca, como pode o potencial dela ser (-Q.k)/R? Sendo que o Q dela é igual a zero?

Ei, o desenho é do Francisco Bocafolli, professor de física.

Você não ouviu o meu conselho: você precisa estudar a teoria!!!

Sugiro estudar, em Eletrostática, em qualquer livro/apostila ou mesmo na internet:

1) Cargas Elétricas em Equilíbrio nos Condutores
2) Distribuição de Cargas em um Condutor em Equilíbrio
3) Densidade Elétrica Superficial
4) Condutor Esférico

Apenas um resumo:

Suponha uma esfera condutora carregada com carga Q e raio R, em equilíbrio. A teoria a respeito demostra que:

a) O campo elétrico em todo o material interno do condutor é nulo: E_int = 0

b) Toda a carga Q se distribui uniformemente pela SUPERFÍCIE da esfera.

b) O potencial elétrico é o MESMO, em TODOS os pontos do condutor: U = k.Q/R

Assim, por exemplo, embora no centro da esfera E = 0, o potencial vale U = kQ/R

Não basta você aceitar as minhas informações e decorar. você tem que ENTENDER o porquê!!!!
Pesquise, portanto e aprenda.

Mas eu já procurei e não acho em lugar algum algo que coincida com o que você disse. Se TODA a carga escoou da bolinha para a casca esférica, então não sobrou nenhuma carga na bolinha, logo, não há potencial na bolinha, ué...

Estou anexando a cópia de 3 folhas de uma apostila de 44 anos atrás (de minha autoria, quando eu dava aula em cursinhos pré-vestibular). Aprenda!

Valeu Sr. O que você fez durante a sua vida para ficar tão inteligente em física?