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A figura a seguir representa uma esfera condutora homogênea positivamente carregada. Sobre o módulo do campo elétrico (E) gerado, nos pontos A (centro), B (superfície externa) e C (exterior), pela carga da esfera, é correto afirmar:

a) EA < EB = EC
b) EA < EC < EB
c) EA = EC < EB
d) EA = EB = EC
e) EB < EA < EC
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Desafios Para o Conhecimento

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos entender como o campo elétrico se comporta em relação a uma esfera condutora carregada. 1. No interior da esfera condutora (ponto A): O campo elétrico é igual a zero (EA = 0), pois as cargas se distribuem na superfície da esfera e não há campo elétrico dentro dela. 2. Na superfície da esfera (ponto B): O campo elétrico é diferente de zero e é dado pela fórmula \( E = \frac{k \cdot Q}{R^2} \), onde \( Q \) é a carga total da esfera e \( R \) é o raio da esfera. Portanto, \( EB > 0 \). 3. No exterior da esfera (ponto C): O campo elétrico também é diferente de zero e, assim como na superfície, ele diminui com a distância, mas ainda é positivo. Portanto, \( EC > 0 \). Agora, comparando os valores: - EA = 0 (no centro) - EB > 0 (na superfície) - EC > 0 (fora da esfera, mas menor que na superfície, pois o campo elétrico diminui com a distância) Assim, temos que \( EA < EB \) e \( EA < EC \), mas não podemos afirmar que \( EB < EC \) sem mais informações sobre a distância. A alternativa que melhor representa essa relação é: b) EA < EC < EB.

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A figura mostra um dispositivo para experimentos de eletrostática, cujo objetivo é determinar o sinal e a intensidade q das cargas elétricas de partículas desconhecidas. O dispositivo é utilizado da seguinte maneira: tendo duas cargas pontuais conhecidas +Q e –Q, ambas de mesmo módulo, mas de sinais contrários, a +Q é colocada na extremidade inferior de um pêndulo que tem a extremidade superior fixa em um suporte móvel. O suporte móvel do pêndulo pode ser deslocado manualmente nos sentidos horário e anti-horário sobre um semicírculo. A outra carga –Q e a carga q desconhecida são fixas equidistantes do centro O do semicírculo, de maneira que a reta que une essas duas cargas é a hipotenusa horizontal de um triângulo isósceles e retângulo, veja a figura. O experimento é feito de maneira que, para cada carga desconhecida q, movimenta-se o suporte sobre o circulo no sentido horário ou anti-horário, até que a carga +Q do pêndulo fique suspensa e em equilíbrio no centro do semicírculo. Nessa situação de equilíbrio, o pêndulo formará um ângulo com a horizontal. Com fundamentos nas leis de Newton e de Coulomb, e desprezando os efeitos gravitacionais, assinale a alternativa correta. Considere as cargas +Q e –Q não nulas.

(A) Se /2 > > /4, q será negativa e de módulo maior que Q.
(B) Se = /4, q é nula.
(C) Se /4 > > 0o, q será negativa e de módulo menor que Q.
(D) Se = 0o, q é negativa e de módulo igual a Q.
(E) Se /2 > > 0o, q será sempre positiva.

A figura mostra duas cascas esféricas condutoras concêntricas no vácuo, descarregadas, em que a e c são, respectivamente, seus raios internos, e b e d seus respectivos raios externos. A seguir, uma carga pontual negativa é fixada no centro das cascas. Estabelecido o equilíbrio eletrostático, a respeito do potencial nas superfícies externas das cascas e do sinal da carga na superfície de raio d, podemos afirmar, respectivamente, que

a) V(b) > V(d) e a carga é positiva.
b) V(b) < V(d) e a carga é positiva.
c) V(b) = V(d) e a carga é negativa.
d) V(b) > V(d) e a carga é negativa.
e) V(b) < V(d) e a carga é negativa.

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