Enunciado

No lado externo de uma casca esférica com carga superficial uniforme, o potencial é o mesmo que se toda a carga estivesse concentrada em uma carga puntiforme no centro da esfera.

a)Use esse resultado para mostrar que, para duas cascas esféricas isolantes uniformemente carregadas, a força que elas exercem mutuamente e a sua energia elétrica mútua são as mesmas que se toda a carga estivesse concentrada nos seus centros.

b)Esse mesmo resultado se aplica a esferas isolantes maciças, com carga uniformemente distribuída pelo seu volume?

c)Esse mesmo resultado se aplica à força entre as duas cascas condutoras carregadas? Entre os dois condutores maciços carregados? Explique.

Passo 1

letra a)

O enunciado já nos diz que o potencial de uma casca esférica com carga superficial é o mesmo potencial de uma esfera com uma carga no centro.

Então a força que a casca exerce numa carga puntiforme é a mesma que se a casca fosse substituída por uma carga no centro.

E como F = - ∂ U ∂ r , a energia potencial será a mesma.

Passo 2

letra b)

O potencial fora da esfera isolante maciça com carga uniformemente distribuída pelo seu volume é o mesmo que o potencial da casca esférica. Logo o mesmo resultado se aplica.

Passo 3

letra c)

Esse mesmo resultado já não vale para a força entre duas cascas ou esferas, porque quando 2 condutores carregados são postos próximos um do outro, as cargas se redistribuem. Assim, a distribuição de carga na superfície deixa de ser uniforme.

Resposta

letra b) O mesmo resultado vale.

letra c) Não vale mais.

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma barra de plástico tem a forma de um circunferência de raio R = 8,20 cm. A barra possui uma carga Q 1 = +4,20 pC uniformemente distribuída ao longo de um quarto de circunferência e uma carga Q 2 =
(a) A figura (a) mostra uma barra não condutora de comprimento L = 6,00c m e densidade linear de cargas positivas uniforme λ = + 3,68p C / m . Considere V = 0 no infinito. Qual é o valor de V no ponto
Uma distribuição linear de cargas não uniforme dada por λ = b x , onde b é uma constante, está situada no eixo x, entre x=0 e x=0,20m . Se b=20n C / m 2 e V =0 no infinito, determine o potencial elétr
Na Fig. abaixo, três barras finas de plástico têm a forma de quadrantes de circunferência com o mesmo centro de curvatura, situado na origem. As cargas uniformes das barras são Q 1 = +30 nC, Q 2 = +3,
Na Fig. abaixo, determine o potencial elétrico produzido na origem por um arco de circunferência de carga Q 1 = +7,21 pC e duas partículas de cargas Q 2 = 4,00 Q 1 e Q 3 = -2,00 Q 1 . O centro de curv