Explique em poucas palavras porque existe um valor crítico para o ângulo theta1, denotado por thetac, acima do qual as linhas de campo que saem da carga q não atingem a esfera.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício está perguntando por que existe um ângulo crítico, chamado thetac, além do qual as linhas de campo elétrico que saem de uma carga q não alcançam uma esfera. Vamos usar conceitos de campo elétrico e geometria para entender isso.

Passo 2

Primeiro, lembre que as linhas de campo elétrico saem da carga q em todas as direções possíveis. Quando temos uma esfera ao redor dessa carga, algumas dessas linhas vão bater na superfície da esfera. Agora, imagine que você está procurando o ângulo thetac onde, além dele, as linhas de campo já não conseguem mais alcançar a esfera. Isso acontece porque, para ângulos maiores que thetac, as linhas se espalham tanto que a esfera está “fora” do alcance delas nesse sentido específico.

Resposta

Existe um ângulo crítico thetac porque, acima desse ângulo, as linhas de campo elétrico se espalham demais e deixam de interceptar a esfera, fazendo com que não alcancem sua superfície.

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