Enunciado

Uma esfera metálica isolada com diâmetro de 12,6   c m tem uma energia potencial de 8150   V (onde V = 0 no infinito). Calcule a densidade de energia no campo elétrico próximo à superfície da esfera.

Passo 1

E aí pessoal tudo belezinha? O exercício pede que a gente Calcule a densidade de energia no campo elétrico próximo à superfície da esfera.

V / r = q / 4 π ϵ 0 r 2 = E de modo que se V é o potencial da esfera então E = V / r é o campo elétrico na superfície. Então a densidade de energia do campo elétrico perto da superfície é

u = 1 2 ϵ 0 E 2 = 8.85 × 10 - 12 F / m 2 ( 8150 V ) ( 0.063 m ) 2 = 7.41 × 10 - 2 J / m 3

Resposta

7.41 × 10 - 2 J / m 3

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