Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 22.4 - Ex. 5
O núcleo de um átomo de plutônio contém prótons. Suponha que o núcleo é uma esfera com de raio e que a carga dos prótons está distribuída uniformemente na esfera. Determine (a) o módulo e (b) o sentido (para dentro ou para fora) do campo elétrico produzido pelos prótons na superfície do núcleo.
Passo 1
E aí, pessoal! 😊
O enunciado nos fala que tem um núcleo de plutônio e que é pra gente supor que ele é uma esfera e que as cargas de próton estão uniformemente distribuídas na esfera, então é para a gente calcular o módulo e o sentido do campo elétrico produzido na superfície do núcleo.
Parece complicado? 😬
Para resolver essa questão, nós temos que ver um detalhe importante no enunciado: a carga de prótons está uniformemente distribuída na esfera. Isso significa que o campo na esfera é o mesmo que se toda carga tivesse concentrada no centro da esfera. Assim, nós podemos usar a fórmula do cálculo do módulo do campo elétrico de uma esfera com carga no centro:
Em que é a carga total e é o raio da esfera.
Veja só! 😉
Passo 2
Como foi dito anteriormente, só precisamos calcular o módulo através da fórmula acima. Mas como iremos calcular a carga total? Lembra que no enunciado ele disse sobre o número de prótons? Basta multiplicar pela carga elementar 😊 E lembre-se também que , em que é a constante de Coulomb (:
Tranquilo até aqui? 😎
Passo 3
Como a carga é positiva (prótons) e estão na superfície, o campo aponta para fora, pois lembre-se que campo gerado por carga positiva é divergente.
E aí! entendeu tudo? Responde Aí!
Resposta
a)
b) para fora.