Um condutor elétrico metálico, de formato irregular e isolado está carregado com uma carga positiva total +Q. Pode-se afirmar corretamente que a carga +Q
a) é a somatória das cargas dos prótons que compõem o condutor.
b) está distribuída uniformemente por toda a superfície externa do condutor.
c) está distribuída uniformemente por todo o condutor, exceto pela sua superfície.
d) é o saldo do balanço entre as cargas dos prótons e dos elétrons que compõem o condutor.
a) é a somatória das cargas dos prótons que compõem o condutor.
b) está distribuída uniformemente por toda a superfície externa do condutor.
c) está distribuída uniformemente por todo o condutor, exceto pela sua superfície.
d) é o saldo do balanço entre as cargas dos prótons e dos elétrons que compõem o condutor.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nessa questão sobre condutores elétricos metálicos carregados. O enunciado fala de um condutor metálico isolado com carga positiva total +Q. A matéria que vamos precisar aqui é a distribuição de cargas em condutores na eletricidade estática. Para resolver, precisamos lembrar como as cargas se comportam dentro e na superfície de um condutor.
Passo 2
Primeiro, é importante saber que em um condutor metálico em equilíbrio eletrostático, as cargas livres (como elétrons) se rearranjam de forma a minimizar a energia do sistema. Isso significa que não há campo elétrico no interior do condutor; as cargas se distribuem de maneira a cancelar qualquer campo interno.
Passo 3
Como não há campo elétrico dentro do condutor, as cargas excedentes (positivas ou negativas) não ficam espalhadas por todo o volume do material. Em vez disso, elas se acumulam na superfície externa. Isso ocorre porque as cargas se repelem mutuamente e buscam a maior distância possível umas das outras, o que acontece na superfície.
Passo 4
Além disso, a distribuição de carga na superfície é tal que ela se distribui de maneira uniforme, mas isso depende da forma do condutor. No caso de um formato irregular, a distribuição pode não ser perfeitamente uniforme, mas ainda assim, todas as cargas residem na superfície externa.
Passo 5
Agora, analisando as alternativas:
a) Fala sobre a somatória das cargas dos prótons. Mas, em um condutor neutro, os prótons e elétrons se equilibram. A carga +Q é resultado de um desequilíbrio, não apenas da soma dos prótons.
b) Afirma que a carga está distribuída uniformemente por toda a superfície externa do condutor. Isso está alinhado com o que discutimos sobre a distribuição de cargas em condutores.
c) Diz que a carga está distribuída por todo o condutor, exceto pela superfície. Isso está incorreto, já que as cargas residem na superfície.
d) Fala sobre o saldo entre prótons e elétrons. Embora o saldo determine a carga total, não descreve especificamente como a carga está distribuída no condutor.
Resposta
A alternativa correta é a b) está distribuída uniformemente por toda a superfície externa do condutor.