Ed
há 2 meses
Para determinar o campo elétrico no exterior de um cilindro metálico com carga distribuída uniformemente em sua superfície, podemos usar a Lei de Gauss. 1. Analisando a situação: O cilindro é condutor e a carga está distribuída na superfície. No exterior do cilindro, o campo elétrico se comporta como se toda a carga estivesse concentrada no eixo do cilindro. 2. Aplicando a Lei de Gauss: Para um cilindro de raio \( a \) e comprimento \( L \), a densidade de carga superficial é \( \lambda \). O campo elétrico \( E \) no exterior do cilindro (a uma distância \( s \) do eixo, onde \( s > a \)) é dado por: \[ E \cdot (2\pi s L) = \frac{\lambda L}{\epsilon_0} \] 3. Resolvendo para \( E \): \[ E = \frac{\lambda}{2\pi \epsilon_0 s} \] Agora, vamos analisar as alternativas: a) \( E = \frac{\lambda}{4\pi \epsilon_0 s} \) - Incorreto, pois a fórmula correta tem um fator de \( 2 \) no numerador. b) constante, por ser um caso eletrostático - Incorreto, pois o campo elétrico varia com a distância \( s \). c) \( E = \frac{\lambda}{2\pi \epsilon_0 s} \) - Correto, esta é a expressão correta para o campo elétrico no exterior do cilindro. d) \( E = 0 \), por ser um caso de eletrostática - Incorreto, pois o campo elétrico não é zero fora do cilindro. Portanto, a alternativa correta é: c) \( E = \frac{\lambda}{2\pi \epsilon_0 s} \).