Fundamentos de Fisica - Vol. 3. Halliday - 9ª Edição, Capítulo 22 – seção 4 - Problema 3.
(Cap 22 Ex – 3) O núcleo de um átomo de plutônio 239 contém 94 prótons. Suponha que o núcleo é uma esfera com 6,64 fm de raio e que a carga dos prótons está distribuída uniformemente na esfera. Determine (a) o módulo e (b) o sentido (para dentro ou para fora) do campo elétrico produzido pelos prótons na superfície do núcleo.
Passo 1
Falaiii meus amores, cêis tão suave?
Bora pra mais uma??
Então, encostaa!!
O enunciado nos fala que tem um núcleo de plutônio e que é pra gente supor que ele é uma esfera e que as cargas de próton estão uniformemente distribuídas na esfera, então é para a gente calcular o módulo e o sentido do campo elétrico produzido na superfície do núcleo.
Para resolver essa questão, nós temos que ver um detalhe importante no enunciado: a carga de prótons está uniformemente distribuída na esfera.
Isso significa que o campo na esfera é o mesmo que se toda carga tivesse concentrada no centro da esfera.
Assim, nós podemos usar a fórmula do cálculo do módulo do campo elétrico de uma esfera com carga no centro:
Em que é a carga total e é o raio da esfera.
Passo 2
Item (a)
Como foi dito anteriormente, só precisamos calcular o módulo através da fórmula acima. Mas como iremos calcular a carga total? Lembra que no enunciado ele disse sobre o número de prótons? Basta multiplicar pela carga elementar 😊 E lembre-se também que
em que é a constante de Coulomb (:
Passo 3
Item (b)
Como a carga é positiva (prótons) e estão na superfície, o campo aponta para fora, pois lembre-se que campo gerado por carga positiva é divergente
Resposta
(b) para fora.