Após uma esfera condutora neutra ser eletrizada por atrito, ela adquire uma carga de 15 nC . Qual a variação do potencial elétrico na superfície dessa esfera?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A pergunta é sobre a variação do potencial elétrico na superfície de uma esfera condutora que, inicialmente neutra, ganha uma carga de 15 nC por atrito. Vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente sobre o potencial elétrico de uma esfera carregada.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que o potencial elétrico
na superfície de uma esfera condutora carregada é dado pela fórmula:
Onde:
-
é a constante eletrostática ( ), -
é a carga elétrica, -
é o raio da esfera.
Passo 3
No caso do exercício, a esfera começa neutra, o que significa que o potencial inicial
é zero. Após ganhar a carga de 15 nC (
), o potencial final
na superfície da esfera será:
Passo 4
A variação do potencial elétrico (
) é a diferença entre o potencial final e o inicial:
Resposta
A variação do potencial elétrico na superfície da esfera é dada por
. Sem o valor do raio
da esfera, não podemos calcular um valor numérico específico.
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. De quanto varia a energia potencial elétrica de um elétron que se move entre esses pontos? Dê a sua resposta entre (a) joules e (b) elétron-volts. (Dica: e
e
Duas esferas condutoras têm raios
e
, com
maior que
. Se as esferas estão muito afastadas, a capacitância é proporcional a
Escolha uma opção:
a.
b.
c.
d.
Escolha uma opção:
a.
b.
c.
d.
Calcule a energia potencial eletrostática de um conjunto de cargas elétricas
e
que estão a uma mesma distância
.
Qual será a velocidade do bloco quando ele cair por uma distância vertical de 30 cm ?