Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 22.Exercícios - Ex. 15
Qual é o excesso de elétrons que deve ser adicionado a um condutor esférico isolado, com diâmetro de , para produzir um campo elétrico de em um ponto muito próximo da superfície externa da esfera?
Passo 1
Vem comigo que a gente resolve essa juntos!
O enunciado quer saber a quantidade de elétrons em um condutor necessários para esse condutor produzir um campo de .
O campo elétrico gerado por uma esfera condutora é dado por:
Então podemos isolar nessa equação e descobrir a carga total que essa esfera deve ter.
Conhecendo a carga do elétron que é , basta dividir a carga total pela carga do elétron e teremos a quantidade de elétrons que é preciso colocar na esfera.
Vamos lá então!
Passo 2
Temos o seguinte:
Considerando correspondente a um campo elétrico na superfície da esfera, o que é bastante perto, como o enunciado pediu, temos:
Passo 3
Agora vamos dividir essa carga total pela carga do elétron, e encontrar o número de elétrons que precisamos, temos:
Assim temos que:
Finalizamos com sucesso!!