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Na figura abaixo, estão representados dois condutores esféricos A e B, concêntricos: Os raios indicados medem: R1 = 30 cm; R2 = 60 cm; R3 = 90 cm. Suas cargas valem: QA = +1,6 μC e QB = –6,0 μC.
Determine a intensidade do campo elétrico no ponto M, distante 40 cm do centro das esferas; no ponto N, distante 80 cm do centro das esferas; e no ponto S, distante 120 cm do centro das esferas e marque a opção adequada.
a) EM = 5,0 · 104 N/C; EN = 0; ES 2,5· 104 N/C
b) EM = 9,0 · 104 N/C; EN = 0; ES 2,8· 104 N/C
c) EM = 9,0 · 104 N/C; EN = 3,0 104 ; ES 2,0 · 104 N/C
d) EM = 9,0 · 104 N/C; EN = 0,5 104 ; ES 0,8 · 104 N/C
e) Não sei.
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Questões Para o Saber

há 5 dias

Respostas

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há 5 dias

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a Lei de Gauss e entender como o campo elétrico se comporta em relação a condutores esféricos. 1. Ponto M (distante 40 cm do centro): - Como 40 cm está dentro do condutor A (R1 = 30 cm), o campo elétrico \(E_M\) é igual a 0, pois dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático o campo elétrico é nulo. 2. Ponto N (distante 80 cm do centro): - 80 cm está entre os condutores A e B. O campo elétrico é gerado apenas pela carga do condutor A, pois a carga do condutor B não influencia o campo no interior do condutor. Usando a fórmula do campo elétrico de uma esfera carregada: \[ E = \frac{k \cdot |Q|}{r^2} \] onde \(k\) é a constante de Coulomb (\(8,99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2\)), \(Q_A = +1,6 \, \mu C = 1,6 \times 10^{-6} C\) e \(r = 0,8 m\): \[ E_N = \frac{(8,99 \times 10^9) \cdot (1,6 \times 10^{-6})}{(0,8)^2} \approx 2,8 \times 10^4 \, N/C \] 3. Ponto S (distante 120 cm do centro): - 120 cm está fora dos dois condutores. O campo elétrico total é a soma dos campos gerados por ambos os condutores. A carga total é \(Q_A + Q_B = 1,6 \, \mu C - 6,0 \, \mu C = -4,4 \, \mu C\): \[ E_S = \frac{(8,99 \times 10^9) \cdot (4,4 \times 10^{-6})}{(1,2)^2} \approx 5,0 \times 10^4 \, N/C \] Agora, analisando as opções: - a) EM = 0; EN = 2,8 · 10^4; ES = 5,0 · 10^4 - b) EM = 9,0 · 10^4; EN = 0; ES = 2,8 · 10^4 - c) EM = 9,0 · 10^4; EN = 3,0 · 10^4; ES = 2,0 · 10^4 - d) EM = 9,0 · 10^4; EN = 0,5 · 10^4; ES = 0,8 · 10^4 A única opção que se alinha com os cálculos é a) EM = 0; EN = 2,8 · 10^4; ES = 5,0 · 10^4. Portanto, a resposta correta é: a).

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Os seguintes experimentos clássicos de eletrostática são realizados com um bastão carregado negativamente e dois condutores esféricos apoiados sobre suportes isolantes. Em todos os casos, os condutores estão em contato no início, mas são separados cuidadosamente no decorrer do experimento.
A alternativa que descreve corretamente a distribuição final de cargas nos condutores é:
1º experimento: O bastão é aproximado dos condutores, sem tocar neles. Na presença do bastão, os condutores são separados. O bastão é, então, afastado.
2º experimento: Na presença do bastão, um dos condutores é tocado por um dedo por um instante. O bastão é, então, afastado e posteriormente os condutores são separados.
3º experimento: O bastão é esfregado nos condutores. O bastão é afastado e posteriormente os condutores são separados.
a) 1º experimento: X negativo e Y positivo 2º experimento: X positivo e Y positivo 3º experimento: X negativo e Y negativo
b) 1º experimento: X negativo e Y positivo 2º experimento: X negativo e Y negativo 3º experimento: X negativo e Y negativo
c) 1º experimento: X positivo e Y positivo 2º experimento: X positivo e Y negativo 3º experimento: X negativo e Y positivo
d) 1º experimento: X negativo e Y negativo 2º experimento: X positivo e Y positivo 3º experimento: X negativo e Y negativo
e) 1º experimento: X positivo e Y negativo 2º experimento: X positivo e Y positivo 3º experimento: X negativo e Y negativo
f) Não sei.

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