A superfície de qualquer condutor em equilíbrio eletrostático é uma superfície equipotencial. Fundamente essa afirmação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício diz que a superfície de qualquer condutor em equilíbrio eletrostático é uma superfície equipotencial. Nosso foco aqui é entender o que isso significa dentro da eletrostática. Para resolver isso, vamos precisar falar sobre como as cargas se distribuem nos condutores e como isso afeta o potencial elétrico.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é equilíbrio eletrostático. Isso ocorre quando as cargas elétricas em um condutor estão distribuídas de forma estável, sem mais movimentos. Nesse estado, o campo elétrico dentro do condutor é zero. Por quê? Porque se houvesse um campo elétrico, as cargas iriam se mover até que o campo desaparecesse. Então, no equilíbrio, não tem campo elétrico no interior do condutor.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre superfície equipotencial. Um superfície equipotencial é onde o potencial elétrico é o mesmo em todos os pontos dessa superfície. Se imaginarmos que o potencial elétrico é como a “altura” em um mapa topográfico, uma superfície equipotencial seria como uma linha de mesma altitude.

Passo 4

Como o campo elétrico dentro do condutor é zero, isso implica que não há diferença de potencial dentro dele. Ou seja, o potencial elétrico é constante em todo o volume do condutor. Além disso, na superfície do condutor, as cargas se distribuem de maneira a manter esse potencial constante. Portanto, a superfície também possui o mesmo potencial elétrico em todos os seus pontos.

Resposta

Assim, concluímos que a superfície de qualquer condutor em equilíbrio eletrostático é uma superfície equipotencial, já que o potencial elétrico é constante em toda a superfície e no interior do condutor quando está em equilíbrio.

Exercícios relacionados

Determine o trabalho necessário para agrupar quatro cargas elétricas pontuais idênticas com carga q, nos cantos de um quadrado de aresta 3a. Qual a energia potencial desse sistema em relação a um ponto no infinito?
Duas esferas sólidas são idênticas, com raio e possuem um excesso de carga de distribuído de forma homogênea. Entretanto, uma é metálica e outra é feita de um material isolante. Em cada caso, isoladamente:
a) Considerando o potencial nulo no infinito, determine o potencial na superfície;
Sabendo que , encontre graficamente o valor de e seu respectivo desvio (utilize o método da derivada) e o comprimento da barra. As contas devem ser apresentadas.
c) Supondo que um elétron fosse libertado a partir do repouso da superfície com densidade de carga negativa, com que velocidade ele chegaria na superfície do outro plano de carga?