Um condutor esférico tem um raio de
e carga de
. Calcule o módulo do campo elétrico e o potencial elétrico em
a partir do centro.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que temos um condutor esférico com raio de 14,0 cm e carga de 26,0 μC. Precisamos calcular o módulo do campo elétrico
e o potencial elétrico
a uma distância de 20,0 cm do centro dessa esfera. Vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente as leis de Coulomb e os campos elétricos de distribuições esféricas.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as medidas para o Sistema Internacional de Unidades (SI). O raio
é 14,0 cm, que é 0,14 m, e a distância
onde queremos calcular é 20,0 cm, ou 0,20 m. A carga
é 26,0 μC, que é
C.
Passo 3
Como estamos calculando o campo elétrico fora de uma esfera carregada uniformemente, podemos tratar a carga como se estivesse concentrada no centro da esfera. A fórmula para o campo elétrico fora de uma distribuição esférica de carga é dada por:
onde
é a constante eletrostática,
.
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula do campo elétrico:
Passo 5
Calculando o denominador:
Agora, substituindo de volta:
Passo 6
Multiplicando os termos:
Então:
Passo 7
Agora, para o potencial elétrico
a uma distância
fora da esfera, usamos a fórmula:
Passo 8
Substituindo os valores na fórmula do potencial:
Passo 9
Calculando:
Então:
Resposta
O módulo do campo elétrico em
cm é aproximadamente
e o potencial elétrico é aproximadamente
.
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Um condutor esférico tem um raio de
e carga de
. Calcule o módulo do campo elétrico e o potencial elétrico em
a partir do centro.
Demonstre que o trabalho necessário para colocar quatro cargas pontuais idênticos de magnitude
nos cantos de um quadrado de lado
é
.
Espelhos esféricos. Um objeto
está sobre o eixo central de um espelho esférico. Determine a distância da imagem
.
Espelhos esféricos. Um objeto
está sobre o eixo central de um espelho esférico. Determine se a imagem é real ® ou virtual (V).