Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 23.Exercício - Ex. 51
Um cilindro muito longo, com raio de 2 cm, carrega uma densidade uniforme de 1,5 nC/m.
a)Descreva o formato das superfícies equipotenciais para esse cilindro.
b)Tomando como nível de referência para o potencial zero a superfície do cilindro, determine o raio das superfícies equipotenciais com potenciais de 10 V, 20 V e 30 V.
c)As superfícies equipotenciais estão igualmente espaçadas? Em caso negativo, elas se aproxima ou se afastam à medida que r aumenta?
Passo 1
letra a)
Fora do cilindro o potencial é dado pelo potencial da distribuição linear de carga
A diferença de potencial depende só de r e não depende da direção.
As superfícies equipotenciais serão cilindros coaxiais com o cilindro dado.
Passo 2
letra b)
Para calcular o raio das superfícies equipotenciais, precisamos isolar r na expressão da diferença de potencial.
Passo 3
Para :
Passo 4
Para :
Passo 5
Para :
Passo 6
letra c)
Pelos valores de , , e podemos ver que as superfícies não estão igualmente espaçadas.
Pelos valores vemos que a diferença está crescendo. Elas se afastam conforme r aumenta.
Resposta
letra a) Cilindros coaxiais
letra b) , ,
letra c) Não estão. Se afastam.