Esboce as linhas de campo e as superfícies equipotenciais para duas cargas pontuais,
e
, separadas por uma distância
, nas seguintes regiões:
(a) na vizinhança do sistema;
(a) na vizinhança do sistema;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente esboçar as linhas de campo elétrico e as superfícies equipotenciais para duas cargas pontuais, uma de
e outra de
, separadas por uma distância
. Isso está dentro da matéria de Eletrostática, especificamente sobre campos elétricos e potenciais elétricos. Para resolver isso, vamos precisar entender como as linhas de campo se comportam em torno de cargas positivas e negativas, além de como identificar as superfícies onde o potencial elétrico é constante.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que linhas de campo elétrico saem das cargas positivas e entram nas cargas negativas. No nosso caso, temos uma carga positiva maior (
) e uma negativa menor (
). Isso significa que mais linhas de campo sairão da carga positiva e serão atraídas pela carga negativa, mas como a carga positiva é maior, haverá um desequilíbrio na distribuição das linhas.
Passo 3
Agora, como as cargas não são iguais, as linhas de campo não serão simétricas. A carga positiva de
vai influenciar mais o campo ao seu redor, puxando mais linhas em sua direção. Já a carga negativa de
vai atrair menos linhas proporcionalmente. Isso fará com que as linhas de campo sejam mais densas próximo à carga positiva e mais espaçadas perto da carga negativa.
Passo 4
Para as superfícies equipotenciais, elas são locais onde o potencial elétrico é o mesmo. Próximo às cargas, as superfícies equipotenciais serão esferas ao redor de cada carga. Como temos cargas de magnitudes diferentes, as esferas ao redor de
serão menores e mais próximas umas das outras em comparação com as esferas ao redor de
.
Passo 5
Na vizinhança do sistema, ou seja, perto das cargas, as linhas de campo elétrico entre elas serão curvas que começam na carga positiva e terminam na negativa. Devido às diferenças nas magnitudes das cargas, essas linhas não serão simétricas e se concentrarão mais perto da carga positiva. As superfícies equipotenciais serão como camadas concêntricas ajustadas para refletir as diferentes influências das duas cargas.
Resposta
Então, ao esboçar, você terá linhas de campo que partem da carga
mais densamente e se dirigem para a carga
, mostrando uma maior influência da carga positiva. As superfícies equipotenciais serão esferas menores ao redor de
e um pouco maiores ao redor de
, acomodando as diferentes quantidades de potencial elétrico geradas por cada carga.