Questão 3844
FUVEST 1993
(Fuvest 1993) Dispõe-se de uma placa metálica M e de uma esferinha metálica P, suspensa por um fio isolante, inicialmente neutras e isoladas. Um feixe de luz violeta é lançado sobre a placa retirando partículas elementares da mesma. As figuras (1) a (4) adiante, ilustram o desenrolar dos fenômenos ocorridos.
Podemos afirmar que na situação (4):
M e P estão eletrizadas positivamente.
M está negativa e P neutra.
M está neutra e P positivamente eletrizada.
M e P estão eletrizadas negativamente.
M e P foram eletrizadas por indução.
Gabarito:
M e P estão eletrizadas positivamente.
Resolução:
Temos que M e P estão neutras no início.
Quando o raio de luz violeta incide em M, ocorre o que chamamos de efeito fotoelétrico, e as partículas elementares que são arrancadas são os elétrons. Ou seja, se M perdeu elétrons ele fica com carga positiva. Isso foi na figura (2).
Como obteve carga, ele vai induzir uma separação de cargas na esfera P, sendo que, na esfera, cargas negativas serão induzidas no lado mais próxima à placa e cargas positivas no lado mais longe da placa. Devido a maior proximidade das cargas negativas, a esfera vai ser atraída pela placa M, que é o que acontece na figura (3). Vale lembrar que a carga da esfera é nula, a atração se dá pois há separação de cargas nela, ou seja, um carga -q foi para o lado da esfera mais próximo da placa M e uma carga +q para o outro lado, sendo que a carga total da esfera fica zero ainda.
Como P está se aproximando de M, chega um instante em que eles se tocam (entre as figuras (3) e (4)), com isso elétrons de P migram para M ou, de forma análoga, a placa M passa parte de sua carga para a esfera, ficando ambas com cargas positivas. Então, as duas estão com cargas positivas agora e o efeito de indução passa a ser desprezível se comparado com a força que há entre elas agora. Então elas começam a se afastar uma da outra, que é a figura (4).
Logo, ambas estão carregadas positivamente.