Uma carga de 10 C é colocada em uma casca esférica condutora. Uma partícula com uma carga de -3 C é colocada no centro da cavidade. A carga total na superfície externa da casca é
a)
b) -3 C)
c) 0 C
d) +3 C)
e) +7 C)
a)
b) -3 C)
c) 0 C
d) +3 C)
e) +7 C)
Passo 1
Vamos lá! O enunciado fala sobre uma carga de
colocada em uma casca esférica condutora e uma partícula com carga de
no centro da cavidade. Nosso objetivo é descobrir qual é a carga total na superfície externa da casca. Vamos precisar entender um pouquinho sobre condutores e como as cargas se distribuem neles.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em um condutor em equilíbrio eletrostático, as cargas se distribuem de maneira que o campo elétrico dentro do material condutor seja zero. Isso significa que se colocarmos uma carga dentro da cavidade de um condutor, ela vai induzir cargas na superfície interna e na superfície externa da casca.
Passo 3
No nosso caso, temos uma partícula com carga
no centro da cavidade. De acordo com a teoria, essa carga vai induzir uma carga igual e oposta na superfície interna da casca. Então, a superfície interna vai ter uma carga de
para neutralizar a presença da carga central e manter o campo elétrico no material condutor igual a zero.
Passo 4
Agora, a casca como um todo tem uma carga líquida de
. Essa carga total é a soma das cargas na superfície interna e na superfície externa. Já sabemos que a superfície interna tem uma carga de
, então podemos calcular a carga na superfície externa subtraindo essa carga total da carga na superfície interna:
Resposta
A carga total na superfície externa da casca é +7 C.