Uma esfera condutora oca encontra-se eletricamente carregada e isolada. Para um ponto de sua superfície, os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico são 900 N/C e 90 V. Portanto, considerando um ponto no interior da esfera, na parte oca, é correto afirmar que os módulos para o campo elétrico e para o potencial elétrico são, respectivamente:
e
.
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício está pedindo. Temos uma esfera condutora oca que está eletricamente carregada e isolada. Na superfície dessa esfera, o campo elétrico tem módulo de
e o potencial elétrico é de
. Queremos descobrir quais são os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico em um ponto que está no interior da esfera, na parte oca. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de campo elétrico e potencial em condutores.
Passo 2
Primeiro, é importante lembrar que em um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico dentro do material condutor é zero. Isso acontece porque as cargas livres no condutor se redistribuem de maneira que cancelam qualquer campo interno.
Passo 3
Além disso, o potencial elétrico dentro de um condutor em equilíbrio é constante e igual ao potencial na superfície do condutor. Isso significa que não há variação de potencial dentro do condutor, incluindo a parte oca.
Passo 4
Aplicando esses conceitos ao nosso caso, como estamos considerando um ponto na parte oca da esfera, que é interior ao condutor, o campo elétrico nesse ponto será zero.
Passo 5
Quanto ao potencial elétrico no ponto oco, já que o potencial é constante dentro do condutor, ele será igual ao potencial na superfície da esfera, que é
.
Resposta
Os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico no interior da esfera, na parte oca, são
e
, respectivamente.
Exercícios relacionados
Uma esfera metálica de raio
, isolada, está carregada com uma carga elétrica
. Seja
a distância do centro da esfera a qualquer ponto dentro (
) ou fora (
) da esfera. Nessas condiçōes, assinale o que for correto. O campo elétrico e o potencial elétrico são constantes no interior da esfera.
Uma esfera condutora oca encontra-se eletricamente carregada e isolada. Para um ponto de sua superfície, os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico são 900 N/C e 90 V. Portanto, considerando um ponto no interior da esfera, na parte oca, é correto afirmar que os módulos para o campo elétrico e para o potencial elétrico são, respectivamente: zero
.
O planeta Terra é um grande condutor esférico eletrizado negativamente com carga avaliada em
. Seu raio é de aproximadamente
. Se o considerarmos isolado do universo, seu potencial elétrico será, em relação a um referencial no infinito, aproximadamente igual a:
.
Um condutor esférico de raio 10 cm está eletrizado com carga
. Ele é colocado no vácuo, onde a constante eletrostática vale
, isolado de outros corpos. Analise as afirmações que seguem. A carga em excesso no condutor está distribuída em sua superficie e a densidade superficial de carga* vale, aproximadamente,
.