Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 25.Exercícios e Problemas - Ex. 8
Quando um chuveiro é aberto em um banheiro fechado, os respingos de água no piso do boxe
podem encher o ar de íons negativos e produzir um campo elétrico no ar de até . Considere um banheiro de dimensões . Suponha que no teto, no piso e nas quatro paredes o campo elétrico no ar seja perpendicular à superfície e possua um módulo uniforme de . Suponha também que o teto, o piso e as paredes formem uma superfície gaussiana que envolva o ar do banheiro. Determine (a) a densidade volumétrica de carga ρ e (b) o número de cargas elementares e em excesso por metro cúbico de ar.
Passo 1
Bora lá galera, Tudo bom?
Vamos juntos resolver mais um exercício!
A área total da superfície delimitando o banheiro é, logo:
O valor absoluto do fluxo elétrico total, com aplicando ao problema será:
Substituindo os valores:
Pela lei de Gauss, concluímos que a carga encerrada (em valor absoluto) é:
Substituindo os valores:
Tranquilo?
Vamos nessa!
Passo 2
Portanto, com volume , e reconhecendo que estamos lidando com cargas negativas, a densidade de carga é:
Passo 3
O número de cargas elementares e em excesso por metro cúbico de podemos aplicar:
Prontinho!
Te vejo na próxima questão!
Resposta
a)
b)