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701 (UFR-RJ) Uma esfera condutora, de 2 m de diâmetro, uniformemente carregada, possui densidade superficial de cargas de 1078 C/m² (área da esfera = 4 πR²). a) Qual é a carga sobre a esfera? b) Qual é a intensidade de campo elétrico na superfície da esfera?
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Praticando Para Aprender

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver a questão, vamos primeiro calcular a carga sobre a esfera e, em seguida, a intensidade do campo elétrico na superfície. a) Carga sobre a esfera: A carga \( Q \) pode ser calculada pela fórmula: \[ Q = \sigma \cdot A \] onde: - \( \sigma \) é a densidade superficial de carga (dada como \( 10^7 \, C/m² \)), - \( A \) é a área da esfera, que é dada por \( A = 4 \pi R^2 \). O raio \( R \) da esfera é metade do diâmetro, ou seja, \( R = 1 \, m \). Calculando a área: \[ A = 4 \pi (1)^2 = 4 \pi \, m² \] Agora, substituindo na fórmula da carga: \[ Q = 10^7 \, C/m² \cdot 4 \pi \, m² \] \[ Q \approx 10^7 \cdot 12.57 \approx 3.14 \times 10^8 \, C \] b) Intensidade do campo elétrico na superfície da esfera: Para uma esfera condutora, a intensidade do campo elétrico \( E \) na superfície é dada por: \[ E = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0 R^2} \] onde \( \epsilon_0 \) é a permissividade do vácuo, aproximadamente \( 8.85 \times 10^{-12} \, C^2/(N \cdot m^2) \). Substituindo os valores: \[ E = \frac{3.14 \times 10^8}{4 \pi (8.85 \times 10^{-12}) (1)^2} \] Calculando isso, você encontrará a intensidade do campo elétrico. Se precisar de mais detalhes ou de um passo específico, é só avisar!

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