Uma carga de
está no centro de um cubo de
de aresta. a) Determine o fluxo elétrico através da superfície do cubo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma carga elétrica de
no centro de um cubo que tem cada aresta medindo
. O que a gente precisa encontrar é o fluxo elétrico que passa pela superfície desse cubo. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Gauss, que faz parte do estudo do Eletromagnetismo. A Lei de Gauss vai nos ajudar a relacionar a carga dentro de uma superfície fechada com o fluxo elétrico que passa por essa superfície.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o fluxo elétrico. Imagine que o fluxo elétrico é como a quantidade de campo elétrico passando por uma superfície. A Lei de Gauss diz que o fluxo total elétrico através de uma superfície fechada é igual à carga total dentro dessa superfície dividida pela constante elétrica
.
Passo 3
A fórmula da Lei de Gauss é:
Onde:
-
é o fluxo elétrico, -
é a carga total dentro da superfície, -
é a constante elétrica, que vale aproximadamente .
Passo 4
No nosso caso, a carga dentro do cubo é
. Agora, substituímos esses valores na fórmula:
Passo 5
Vamos calcular:
Resposta
O fluxo elétrico através da superfície do cubo é de aproximadamente
.
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