Na origem de um sistema de coordenadas existe uma carga pontual Q = 1500p pC. Uma esfera concêntrica e condutora de densidade superficial rS = 50 pC/m2 e raio r = 2 m envolve a carga Q. Admitindo o meio como sendo o ar, com permissividade elétrica e0, qual a densidade superficial de cargas e sua polaridade (se positiva ou negativa) em outra superfície esférica, com r = 3 m, concêntrica com o sistema, para resultar D = 0 fora do arranjo, ou seja, para r > 3 m?
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a) Primeiramente devemos determinar a densidade superficial, e para isso realizaremos os cálculos abaixo:
\(\begin{align} & A=4\pi {{r}^{2}} \\ & A=4\pi {{3}^{2}} \\ & A=36\pi \\ & \\ & \sigma =\frac{\Delta Q}{\Delta S} \\ & \sigma =\frac{1500}{36\pi } \\ & \sigma =13,2pC/{{m}^{2}} \\ \end{align}\ \)
Portanto, a densidade será de \(\boxed{\sigma = 13,2{\text{ pC/}}{{\text{m}}^2}}\).
b)
Agora devemos encontrar a polaridade dessa esfera e para isso devemos nos atentar a alguns detalhes. NEsse caso temos a corrente apontando do meio interno para o meio externo da esfera. Sendo assim, podemos concluir que a polaridade da carga será positiva.
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