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6. A metade de uma circunferência de raio R está uniformemente carregado com carga q > 0. Calcule o vetor campo elétrico produzido num ponto que é equidistante de todos os elementos dq deste corpo.
~E = −q / 2π2ε0R2 ĵ
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Questões Para o Saber

há 2 anos

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ano passado

Para calcular o vetor campo elétrico produzido por uma metade de circunferência uniformemente carregada, podemos seguir os seguintes passos: 1. Definição do sistema: Considere uma semicircunferência de raio \( R \) carregada com uma carga total \( q \). A carga está distribuída uniformemente ao longo da semicircunferência. 2. Elementos de carga: Divida a semicircunferência em pequenos elementos de carga \( dq \). A carga total \( q \) pode ser expressa como \( dq = \frac{q}{\pi R} d\theta \), onde \( d\theta \) é o ângulo infinitesimal. 3. Campo elétrico devido a um elemento de carga: O campo elétrico \( d\mathbf{E} \) gerado por um elemento de carga \( dq \) em um ponto \( P \) (que está a uma distância \( R \) da semicircunferência) pode ser calculado usando a lei de Coulomb: \[ d\mathbf{E} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{dq}{R^2} \hat{r} \] onde \( \hat{r} \) é o vetor unitário que aponta do elemento de carga até o ponto \( P \). 4. Componentes do campo elétrico: Devido à simetria do problema, as componentes horizontais (x) do campo elétrico se cancelam, e apenas as componentes verticais (y) se somam. A componente vertical de \( d\mathbf{E} \) é: \[ dE_y = dE \sin(\theta) \] 5. Integração: Integre \( dE_y \) ao longo da semicircunferência: \[ E_y = \int_0^{\pi} dE \sin(\theta) = \int_0^{\pi} \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{dq}{R^2} \sin(\theta) \] Substituindo \( dq \) e integrando, você encontrará que: \[ E_y = \frac{q}{2\pi\epsilon_0 R^2} \] 6. Direção do vetor campo elétrico: O vetor campo elétrico resultante \( \mathbf{E} \) terá direção vertical (para cima, se considerarmos a semicircunferência na parte inferior do eixo y). Portanto, o vetor campo elétrico produzido no ponto que é equidistante de todos os elementos \( dq \) é: \[ \mathbf{E} = \frac{q}{2\pi\epsilon_0 R^2} \hat{j} \] Se você tiver mais perguntas ou precisar de mais detalhes, estou aqui para ajudar!

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há 2 anos

Para calcular o vetor campo elétrico produzido por uma metade de uma circunferência carregada, podemos utilizar a fórmula fornecida: E = -q / (2πε₀R²) ĵ Onde: E = vetor campo elétrico q = carga ε₀ = constante elétrica do vácuo R = raio da circunferência Neste caso, o campo elétrico será na direção do eixo y (ĵ) e seu valor será dado pela fórmula fornecida.

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