A metal sphere of radius 15 cm has a net charge of
C. (a) What is the electric field at the sphere
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma esfera de metal com raio de 15 cm e carga líquida de
C. O que a gente precisa descobrir aqui é o campo elétrico na superfície da esfera. Vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente a Lei de Coulomb e a distribuição de carga em condutores.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é campo elétrico. O campo elétrico (
) é uma medida da força que uma carga elétrica exerce sobre outra à sua volta. Para uma esfera carregada, o campo elétrico na superfície pode ser calculado usando a fórmula:
Onde:
-
é a constante de Coulomb ( ) -
é a carga líquida da esfera -
é o raio da esfera
Passo 3
Vamos colocar os valores que temos nessa fórmula. Primeiro, precisamos converter o raio de centímetros para metros, porque as unidades devem estar no Sistema Internacional:
Agora, substituímos os valores na fórmula do campo elétrico:
Passo 4
Vamos calcular o denominador primeiro:
Agora, vamos multiplicar
por
:
Passo 5
Finalmente, dividimos esses dois resultados para encontrar o campo elétrico:
Resposta
O campo elétrico na superfície da esfera é aproximadamente
.
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É muito comum o amplo uso de aparelhos de ar-condicionado durante o verão intenso do Recife. Nessa cidade, uma residência possui uma parede de área
e espessura 20 cm separando o ambiente interior do exterior. Se a temperatura externa é de
e deseja-se manter a interna igual a
, qual será o gasto por hora de aparelho ligado, considerando-se, apenas, essa parede separadora?
Dados: A condutividade térmica da parede é igual a 1,25.10-3 kW/m.K e o custo da energia elétrica em kWh é de R $ 0,60.
Dados: A condutividade térmica da parede é igual a 1,25.10-3 kW/m.K e o custo da energia elétrica em kWh é de R $ 0,60.
Two electrons are fixed 2.0 cm apart. Another electron is shot from infinity and stops midway between the two. What is its initial speed?
Uma janela de vidro de 1 m de largura e 2 m de altura apresenta 5 mm de espessura e condutividade térmica de
. K. Se as temperaturas interna e externa do vidro são
e
, respectivamente, responda.
a) Qual a taxa de perda de calor através do vidro?
b) Para reduzir as perdas de calor através das janelas, costuma-se utilizar contrução com painel duplo, em que as duas placas de vidro são separadas por ar. Se o espaço entre elas for de 40 mm e as superfícies em contato com o ar estiverem a e
, qual a taxa de perda de calor de uma janela de
? A condutividade térmica do ar é
N/m.K.
a) Qual a taxa de perda de calor através do vidro?
b) Para reduzir as perdas de calor através das janelas, costuma-se utilizar contrução com painel duplo, em que as duas placas de vidro são separadas por ar. Se o espaço entre elas for de 40 mm e as superfícies em contato com o ar estiverem a
Um bloco de
de um metal desconhecido, que esteve na água fervente por vários minutos, é rapidamente colocado dentro de um copo de isopor (isolante) contendo
de água à temperatura ambiente
. Depois de esperar e mexer delicadamente por 5,00 minutos, você observa que a temperatura da água alcançou o valor constante de
. Supondo que o isopor absorva uma quantidade desprezível de calor e que nenhum calor seja perdido para o ambiente, qual é o calor específico do metal?