Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 21.4 - Ex. 23
Uma casca esférica não condutora, com um raio interno de e um raio externo de , possui uma distribuição de cargas não uniforme. A densidade volumétrica de carga é a carga por unidade de volume, medida em coulombs por metro cúbico. No caso dessa casca, , em que é a distância em metros a partir do centro da casca e . Qual é a carga total da casca?
Passo 1
Fala aí, pessoal! 😎
Nesse problema temos uma casca esférica não condutora, com um raio interno de e um raio externo de , possui uma distribuição de cargas não uniforme. No caso dessa casca, , em que é a distância em metros a partir do centro da casca e . A partir daí queremos descobrir qual é a carga total da casca?
Tem ideia de como fazemos isso? 🤔
Pra começar, vamos fazer uma ilustração:
Como a carga não está distribuída de maneira uniformes, vamos ter que usar a densidade superficial, olha só:
Vamos dar uma olhada como fica esse :
Derivando,
Veja só! 🤔
Passo 2
Então vamos ver como fica nossa carga!
Como e :
Assim,
Pra acharmos a carga total na casca, basta integrar entre de até . Logo,
Então,
Portanto,
Para , e :
E aí! o que achou? Responde Aí! 😬