Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 21.Exercícios - Ex. 94
A carga positiva Q está distribuída uniformemente em torno de um anel condutor muito estreito de raio a, como na Figura 21.23. Você mede o campo elétrico E em pontos
sobre o eixo do anel, a uma distância x de seu centro, por meio de uma vasta gama de valores de x.
(a) Seus resultados para os valores maiores de x são representados na Figura P21.94a como versus x. Explique por que a quantidade se aproxima de um valor constante à medida que x aumenta. Use a Figura P21.94a para calcular a carga líquida Q sobre o anel.
(b) Seus resultados para os valores de x menores são representados na Figura P21.94b como E/x versus x. Explique por que E/x se aproxima de um valor constante quando x se aproxima de zero. Use a Figura P21.94b para calcular a.
Passo 1
Olá, tudo bem? Vou ajudar você aqui!
Letra (a):
O campo elétrico nesse caso é dado pela seguinte expressão:
E quando temos , o valor fica independente da distância , por isso assume um valor constante para valores altos de .
Usando o ponto com temos:
Passo 2
Letra (b):
Quando , a expressão para o campo elétrico é:
E assim, o valor de é:
E quando tende à zero, podemos desconsiderar ele do lado direito da expressão:
Agora é só isolar :
Usando o valor de referência de , quando , temos: