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3. Um fio retilíneo de comprimento l, ao longo do eixo horizontal, está uniformemente carregado com densidade linear de carga λ. (a) Calcule o vetor campo elétrico num ponto situado sobre o prolongamento do fio, a uma distância d de sua extremidade. (b) Calcule a intensidade do campo elétrico se l = d = 5,0 cm e a carga total do fio é de 3,0 µC.
(a) ~E = λl / 4πε0d(l+d) î
(b) E = 5,4 × 106 N/C
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Questões Para o Saber

há 2 anos

Respostas

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ano passado

Para resolver a questão, vamos analisar as partes (a) e (b) separadamente. (a) O vetor campo elétrico \( \vec{E} \) gerado por um fio retilíneo uniformemente carregado em um ponto a uma distância \( d \) de sua extremidade é dado pela fórmula: \[ \vec{E} = \frac{\lambda l}{4 \pi \varepsilon_0 d (l + d)} \hat{i} \] onde: - \( \lambda \) é a densidade linear de carga, - \( l \) é o comprimento do fio, - \( d \) é a distância do ponto até a extremidade do fio, - \( \varepsilon_0 \) é a permissividade do vácuo. Portanto, a expressão para o campo elétrico está correta. (b) Agora, para calcular a intensidade do campo elétrico quando \( l = d = 5,0 \, \text{cm} \) e a carga total do fio é \( 3,0 \, \mu C \): Primeiro, precisamos encontrar a densidade linear de carga \( \lambda \): \[ \lambda = \frac{Q}{l} = \frac{3,0 \times 10^{-6} \, C}{0,05 \, m} = 6,0 \times 10^{-5} \, C/m \] Agora, substituímos \( \lambda \), \( l \), e \( d \) na fórmula do campo elétrico: \[ E = \frac{\lambda l}{4 \pi \varepsilon_0 d (l + d)} \] Substituindo os valores: \[ E = \frac{(6,0 \times 10^{-5} \, C/m)(0,05 \, m)}{4 \pi (8,85 \times 10^{-12} \, C^2/(N \cdot m^2))(0,05 \, m)(0,05 \, m + 0,05 \, m)} \] Calculando isso, você deve obter aproximadamente: \[ E \approx 5,4 \times 10^6 \, N/C \] Portanto, a resposta correta para a parte (b) é: E = 5,4 × 10^6 N/C.

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há 2 anos

Para responder à questão, vamos analisar as informações fornecidas: (a) O vetor campo elétrico gerado por um fio retilíneo carregado é dado por E = λl / 4πε0d(l+d) î, onde λ é a densidade linear de carga, l é o comprimento do fio, d é a distância do ponto ao fio, e ε0 é a constante elétrica do vácuo. (b) Substituindo os valores dados na fórmula, temos E = (3,0 µC * 5,0 cm) / (4πε0 * 5,0 cm * 10,0 cm) î. Lembrando que 1 µC = 10^-6 C e 1 cm = 10^-2 m. Calculando o valor numérico, obtemos E = 5,4 × 10^6 N/C. Portanto, a intensidade do campo elétrico no ponto especificado é de 5,4 × 10^6 N/C. Espero ter ajudado! Se tiver mais alguma dúvida, estou à disposição.

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