Para qual ângulo phi, entre a normal ao plano e a direção do campo elétrico, o módulo do fluxo elétrico através da folha se torna i ) máximo e i i) mínimo? Explique suas respostas.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Queremos descobrir para quais ângulos phi, 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 ( Phi) é uma medida de quantas linhas de campo elétrico passam através de uma superfície. A fórmula para calcular o fluxo elétrico é:
Phi = E cdot A = E cdot A cdot cos(phi)
Onde:
  • E é o módulo do campo elétrico,
  • A é a área da superfície,
  • phi 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 cos(phi) seja o maior possível. Sabemos que o cosseno de um ângulo alcança seu valor máximo quando o ângulo é 0^circ, 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 cos(phi) deve ser o menor possível. O cosseno atinge seu valor mínimo quando o ângulo é 90^circ, 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 phi = 0^circ.
ii) O fluxo elétrico é mínimo quando phi = 90^circ.

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