Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 23.2 - Ex. 10
A Fig. 23-30 mostra uma superfície gaussiana com a forma de um cubo de 2,00 m de aresta, imersa em um campo elétrico dado por, com x em metros. Qual é a carga total contida no cubo?
Passo 1
Então temos um cubo de lado l=2,00m , nesse cubo passa o campo, . Precisamos descobrir a carga total contida no cubo.
Podemos utilizar a lei de Gauss para descobrir a carga contida no cubo, porém para isso, precisamos calcular o fluxo elétrico que atravessa o cubo, para isso podemos utilizar a formula:
Antes de fazer essa integral, vamos pensar o seguinte, quando eu tenho um campo elétrico constante atravessando a superfície, esse campo não tem importância para o fluxo total que atravessa a superfície. Pois tudo que entra, devido a esse campo, sai. Portanto se olharmos para o campo que é dado no enunciado, podemos descartar de cara as componentes y e z e a componente constate do x. Podemos fazer toda a conta com essas componentes? Podemos, mas no final só estaríamos fazendo contas a mais que vão zerar. Então, vamos calcular o fluxo, somente levando em conta a face fronta e traseira, descartando as componentes e e a parte constante da componente :
Passo 2
Agora, utilizando a lei de Gauss para encontrar a carga: