Uma carga pontual de
está no centro de uma superficie gaussiana esférica de 5,0 cm de diâmetro. Qual é o fluxo elétrico através da superficie?
a)
;
b)
;
c)
;
d)
.
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma carga pontual de
no centro de uma superfície gaussiana esférica com diâmetro de 5,0 cm. O conteúdo aqui é sobre Lei de Gauss e fluxo elétrico. Vamos precisar entender como calcular o fluxo elétrico usando a Lei de Gauss quando temos uma carga dentro de uma superfície.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é fluxo elétrico. O fluxo elétrico (
) basicamente mede quantas linhas de campo elétrico atravessam uma superfície. A Lei de Gauss nos diz que o fluxo elétrico através de uma superfície fechada é igual à carga total dentro da superfície dividida pela constante elétrica
.
A fórmula da Lei de Gauss é:
onde:
-
é o fluxo elétrico, -
é a carga total dentro da superfície, -
é a permissividade do vácuo, que vale aproximadamente .
Passo 3
No problema, a carga dentro da superfície é
. Vamos converter isso para Coulombs:
Passo 4
Agora, vamos usar a fórmula da Lei de Gauss:
Fazendo a conta:
Resposta
A opção que mais se aproxima é a letra a)
.