Se a esfera não condutora for substituída por uma esfera condutora de mesmo raio, carregada da mesma quantidade de carga, a resposta do item a) mudaria?

Passo 1

Então, vamos começar resumindo o que estamos analisando aqui. O exercício pergunta se, ao substituir uma esfera não condutora por uma esfera condutora do mesmo raio e com a mesma quantidade de carga, a resposta do item a) mudaria. Vamos precisar entender os conceitos de esferas condutoras e não condutoras na eletrostática, especialmente como a carga se distribui em cada tipo de esfera para resolver essa questão.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre como a carga se distribui em uma esfera não condutora. Numa esfera não condutora, as cargas elétricas podem ficar distribuídas uniformemente ao longo de todo o volume da esfera. Isso significa que tanto no interior quanto na superfície da esfera, há carga elétrica.

Passo 3

Agora, vamos considerar uma esfera condutora. Em condutores, as cargas elétricas siempre residem na superfície do material. Isso acontece porque os elétrons (cargas negativas) têm liberdade para se mover e se rearranjam de maneira a minimizar a repulsão entre si, resultando em uma distribuição de carga apenas na superfície externa da esfera.

Passo 4

A diferença na distribuição da carga entre as esferas condutora e não condutora afeta como o campo elétrico se comporta em torno delas. Na esfera não condutora, o campo elétrico dentro da esfera pode ser diferente de zero, dependendo de como a carga está distribuída no volume. Já na esfera condutora, o campo elétrico dentro do condutor é zero; todo o campo elétrico gerado está fora da esfera.

Passo 5

Além disso, a diferença na distribuição de carga influencia na potencial elétrico da esfera e em como ela interage com outras cargas ou campos elétricos externos. Na esfera condutora, como a carga está na superfície, o potencial elétrico é o mesmo em toda a superfície, o que não necessariamente acontece na esfera não condutora.

Resposta

Sim, a resposta do item a) mudaria ao substituir uma esfera não condutora por uma esfera condutora de mesmo raio e com a mesma quantidade de carga, devido à diferença na distribuição das cargas elétricas e, consequentemente, nas propriedades do campo elétrico gerado.

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(d)