UFF. Física 2. P1. 2022.1. Questão 4.
4ª questão - Uma casca esférica condutora de raio e espessura desprezível está homogeneamente carregada com uma carga positiva. Qual dos gráficos a seguir melhor descreve o campo elétrico na direção radial como função da distância ao centro?
Passo 1
Iae, meus queridos! Está com dificuldades nessa questão? Não se preocupe! Estamos aqui para ajudar 😉
Nessa questão, temos uma casca esférica, que basicamente é uma esfera oca, que está carregada homogeneamente com cargas positivas.
Essa esfera tem raio e espessura desprezível.
Com a imagem dessa esfera na cabeça, temos que julgar alguns gráficos e assinalar qual melhor representa o campo elétrico gerado pela casca em função da distância do seu centro.
E aí, preparado? 😁
Bora analisar gráfico a gráfico!
Passo 2
No gráfico A) o campo elétrico aumenta linearmente até chegar no raio da casca e após isso cai exponencialmente.
Esse seria um bom chute caso no lugar da casca, fosse uma esfera maciça isolante com distribuição homogênea de cargas.
O problema desse gráfico é que dentro de uma casca esférica o campo elétrico é nulo, logo essa não é a alterativa que estamos procurando.
No item B) temos um gráfico que é entre e , assim como dizemos no item anterior e conforme nos afastamos de , o campo cai exponencialmente, o que também faz sentido já que o módulo do campo elétrico gerado por uma partícula é dado por
Como está elevado ao quadrado, esse comportamento é o que esperamos nesse caso. Portanto, a alternativa B) é a correta!
Mas mesmo assim vamos continuar para analisar o porquê as outras alternativas estão erradas.
Bora lá! 😉
Passo 3
Na alternativa C) o campo decresce exponencialmente quando nos aproximamos de , logo quando estamos em o campo cresce abruptamente e quando nos afastamos de o campo decresce exponencialmente.
De para frente está correto, mas como dissemos no item A), o campo elétrico dentro de uma casca é , por isso essa alternativa é falsa.
Na alternativa D) temos um campo elétrico crescendo linearmente entre e e logo após , o campo se anula e segue nulo até em diante.
Essa alternativa está completamente errada, não é?
Entre e , o campo deve ser nulo, saltando em e decrescendo exponencialmente a partir daí.
Por fim, a alternativa E) que temos um campo tendendo ao infinito em e decrescendo até , onde de em diante o campo se anula.
Por tudo que falamos até aqui, podemos afirmar com toda a certeza que essa alternativa está errada.
Portanto, a alternativa que melhor exemplifica o campo elétrico de uma casca esférica em função da distancia do teu centro, é a alternativa B)!
É isso, espero ter ajudado! Entendeu tudo? Responde Aí! 😎👍
Resposta
