Para qual ângulo
, entre a normal ao plano e a direção do campo elétrico, o módulo do fluxo elétrico através da folha se torna
) máximo e
mínimo? Explique suas respostas.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Queremos descobrir para quais ângulos
, entre a normal ao plano e a direção do campo elétrico, o módulo do fluxo elétrico através da folha é máximo e mínimo. Para resolver isso, vamos usar o conceito de fluxo elétrico na matéria de Eletrostática.
Passo 2
O fluxo elétrico (
) é uma medida de quantas linhas de campo elétrico passam através de uma superfície. A fórmula para calcular o fluxo elétrico é:
Onde:
-
é o módulo do campo elétrico, -
é a área da superfície, -
é o ângulo entre a direção do campo elétrico e a normal à superfície.
Passo 3
Para encontrar quando o fluxo elétrico é máximo, precisamos que o termo
seja o maior possível. Sabemos que o cosseno de um ângulo alcança seu valor máximo quando o ângulo é
, ou seja, quando o campo elétrico está completamente alinhado com a normal da superfície.
Passo 4
Por outro lado, para que o fluxo elétrico seja mínimo, o termo
deve ser o menor possível. O cosseno atinge seu valor mínimo quando o ângulo é
, o que significa que o campo elétrico está perpendicular à normal da superfície, ou seja, paralelo ao plano da superfície.
Resposta
i) O fluxo elétrico é máximo quando
.
ii) O fluxo elétrico é mínimo quando
.