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A) Fonte luminosa irradia uniformemente em todas as direções. Como se relacionam os fluxos de energia nas superfícies esféricas verde e azul? Fluxo positivo: para fora, fluxo negativo: para dentro E na superfície preta? E na roxa? Introdução à lei de Gauss: 1) Fluxo na superfície verde é igual ao fluxo na superfície azul. 2) Fluxo na superfície verde é menor que o fluxo na superfície azul. 3) Fluxo na superfície verde é maior que o fluxo na superfície azul. B) Cada ponto vermelho irradia uniformemente em todas as direções com a mesma potência. Quais afirmativas abaixo são verdadeiras e quais são falsas? a- O fluxo na superfície verde é o dobro do fluxo na superfície azul. b- O fluxo na superfície roxa é nulo. c- O fluxo na superfície preta é o triplo do fluxo na superfície azul. 1) a-V, b-V, c-V 2) a-V, b-F, c-V 3) a-F, b-V, c-F 4) a-F, b-F, c-V 5) a-F, b-F, c-F C) Como deve variar a intensidade da luz de uma estrela em função da distância d em que a observamos? Intensidade = energia por unidade de tempo por unidade de área. 1) Não depende de d. 2) Proporcional a 1/d. 3) Proporcional a 1/d2. 4) Proporcional a 1/d3. Dica: considere o fluxo de energia em uma esfera de raio d centrada na estrela. Área de esfera de raio d: 4pid2. Volume: 4/3pid3 Fluxo de campo elétrico em superfícies fechadas: Fluxo de campo elétrico em superfícies fechadas: Enunciados qualitativos da lei de Gauss: 1) O sinal da carga existente no interior de uma superfície fechada determina se o fluxo elétrico total está entrando ou saindo da superfície considerada. 2) Cargas situadas no exterior da superfície não fornecem fluxo elétrico líquido através da superfície. 3) O fluxo elétrico líquido é diretamente proporcional à carga líquida existente no interior da superfície fechada. Volume de fluido que cruza a superfície por unidade de tempo: Fluxo de um vetor: : vetor unitário perpendicular à área Fluxo de um campo elétrico uniforme Importante: Em eletrostática não há propagação de campo elétrico. A relação com o fluxo de um fluido é apenas uma analogia. Fluxo de um campo elétrico uniforme Fluxo de um campo elétrico geral: Lei de Gauss: Aplicações da lei de Gauss: 1) Conhecendo-se o campo elétrico em uma região, pode- se determinar a distribuição de cargas nessa região. 2) Quando há simetria, conhecendo-se a distribuição de cargas pode-se determinar o campo elétrico. Em superfície fechada temos: é a carga total líquida no volume interno à superfície. D) Considere duas placas “infinitas” paralelas. A densidade de carga superficial vale +σ para a placa 1 e –σ para a placa 2. A magnitude do campo gerado pela placa 1 vale σ/2εο e o campo gerado por essa placa é mostrado. Qual será a magnitude do campo entre as placas e fora delas? 1. σ /εο entre as placas, 0 fora. 2. σ /εο entre as placas, ±σ /2εο fora. 3. Zero entre e fora das placas. 4. ±σ /2εο entre e fora das placas. 5. Nenhuma das alternativas anteriores. E) Qual das seguintes afirmações sobre a lei de Gauss é correta? 1- E é o campo elétrico gerado somente pela carga total dentro da superfície de Gauss. 2- Se Q inte =0, então E=0 em toda a superfície de Gauss. 3- Se uma carga está fora da superfície de Gauss, ela não afeta o valor de E na superfície. 4- Na superfície de Gauss, E é sempre paralelo a dA. 5- Todas as afirmativas acima são falsas. Tipo de distribuição de carga Dimensão da distribuição de carga Dependência do campo elétrico com a distância ao centro Carga pontual 0D 1/d2 Linha grande 1D 1/d Plano grande 2D 1 Esfera grande 3D d Campos elétricos produzidos por diferentes distribuições de carga Cargas em condutores: O campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio deve ser nulo. Caso contrário, o campo aceleraria os elétrons livres do material. , logo Q int = 0 Não há carga na superfície interna do condutor. F) Uma esfera oca metálica de raio externo b, raio interno a e carga total +2q possui em seu centro uma esfera metálica de raio R e carga total +q. Qual será a carga total distribuída na superfície interna (raio a) da esfera oca? 1) -q 2) 0 3) +q 4) +2q 5) +3q G) Se o campo elétrico de uma carga pontual não fosse proporcional a 1/r2, mas a 1/r ou 1/r3, a lei de Gauss seria válida? 1) Sim, em ambos os casos. 2) Seria válida para a dependência 1/r, mas não para a 1/r3. 3) Seria válida para a dependência 1/r3, mas não para a 1/r. 4) Não seria válida em nenhum dos casos. Dica: considere o fluxo do campo em uma esfera de raio r centrada na carga. A área da esfera vale 4pir2. H) Uma esfera metálica oca está carregada. Ao tocarmos com um objeto metálico na parte interna ou externa da esfera este absorverá carga? 1) Ele absorverá carga apenas quando tocarmos na parte externa da esfera. 2) Ele absorverá carga apenas quando tocarmos na parte interna da esfera. 3) Ele absorverá carga em ambos os casos. 4) Ele não absorverá carga em nenhum dos casos. Gaiola de Faraday: Gaiola de Faraday: Cargas se distribuem na superfície do condutor para anular o campo elétrico em seu interior. Se o campo no interior de um condutor não for nulo inicialmente, ele acelera os elétrons os deslocando para novas posições, até que o campo se anule. Respostas das questões: A) 1 B) 1 C) 3 D) 1 E) 5 F) 1 G) 4 H) 1 Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22
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