Existe na atmosfera um campo elétrico Ê, dirigido verticalmente para baixo, cujo módulo é da ordem de 150 N/C. Estamos interessados em fazer "flutuar" nesse campo uma esfera de enxofre com 4,4 N de peso carregando-a eletricamente. (a) Qual deve ser a carga da esfera (sinal e valor absoluto)? (b) Por que o experimento não pode ser realizado na prática?

Para o item (b), Vamos calcular o campo elétrico gerado pela esfera de enxofre. Para isso vamos primeiro calcular o raio da esfera de enxofre, assumindo que a densidade é linear:

Podemos utilizar o peso para calcular a massa:

Dessa forma:

Isolando r:

Calculando o raio, vamos utilizar a massa especifica do enxofre, dada no Apêndice F:

Agora, calculando o campo elétrico:

Agora para responder a questão, vamos lembrar que não existem materiais realmente isolantes. Como no caso do ar, ele tem um limite de campo elétrico que ele consegue isolar, depois disso sua rigidez dielétrica é rompida, o mesmo efeito que ocorre no caso de um raio.

Assim, o valor para o campo E = 1,8 x10^11 N/C, a rigidez dielétrica do ar é que é dar ordem de 10^6 N/C. Dessa forma, o ar se torna um condutor e a esfera de enxofre nunca vai conseguir ser carregada até chegar a carga necessária.