4. Em um laboratório de eletrostática, três esferas eletrizadas são colocadas sobre um suporte como mostra a figura.
a) Reproduza essa figura em seu caderno e desenhe as forças entre as esferas (1) e (2) e entre as esferas (2) e (3). b) Deduza, sem precisar calcular, os valores das forças sobre Q, e indique a direção da força resultante sobre essa carga c) Determine o valor da forca resultante sobre O...

Question

Accepted Answer

Para responder sua pergunta, precisamos primeiro esclarecer alguns pontos importantes e fazer algumas suposições, já que a figura mencionada não foi fornecida. Vamos considerar que temos três esferas eletrizadas, denominadas (1), (2) e (3), alinhadas uma ao lado da outra. Suponhamos que as cargas sejam $Q_1$, $Q_2$ e $Q_3$, respectivamente, e que estão dispostas linearmente sobre um suporte.

### a) Desenho das Forças Entre as Esferas

Sem a figura, não posso desenhá-la aqui, mas vou explicar como as forças atuam:

- Entre as esferas (1) e (2), se ambas estiverem eletrizadas positivamente ou negativamente, a força entre elas será de repulsão, afastando uma da outra. Se uma for positiva e a outra negativa, a força será de atração, puxando uma em direção à outra.
- Entre as esferas (2) e (3), a mesma lógica se aplica: cargas iguais resultam em repulsão, e cargas opostas resultam em atração.

### b) Valores e Direções das Forças sobre $Q$

Supondo que $Q$ seja a carga na esfera (2), as forças que atuam sobre ela seriam devidas às interações com as esferas (1) e (3). A direção da força resultante sobre $Q$ dependerá do tipo de carga (positiva ou negativa) e da magnitude das cargas nas esferas adjacentes. Sem os valores específicos das cargas, podemos deduzir que:

- Se $Q_1$ e $Q_3$ forem ambas de mesmo sinal que $Q_2$ (ou $Q$), $Q$ experimentará forças de repulsão de ambos os lados. A força resultante sobre $Q$ dependerá da magnitude relativa dessas forças de repulsão.
- Se $Q_1$ e $Q_3$ tiverem sinais opostos a $Q$, ela será atraída em ambas as direções, e a força resultante dependerá da diferença nas magnitudes das forças de atração.
- Se uma das cargas adjacentes for de sinal oposto a $Q$ e a outra for do mesmo sinal, a direção da força resultante será determinada pela carga de maior magnitude e pelo tipo de interação (atração ou repulsão) que ela exerce sobre $Q$.

### c) Valor da Força Resultante sobre $O$

Para calcular a força resultante sobre uma das esferas, precisamos de informações específicas sobre as magnitudes das cargas e as distâncias entre as esferas. A força elétrica entre duas cargas é dada pela Lei de Coulomb:

$$ F = k \frac{|Q_1 Q_2|}{r^2} $$

onde $k$ é a constante eletrostática ($8.987 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2$), $Q_1$ e $Q_2$ são as magnitudes das cargas, e $r$ é a distância entre as cargas.

Sem os valores específicos das cargas e as distâncias, não podemos calcular a força resultante sobre uma carga específica. Se $O$ se refere à esfera (2) ou a uma posição específica, precisaríamos desses detalhes para prosseguir com um cálculo.