Enunciado

PROTEÇÃO CONTRA RADIAÇÃO CÓSMICA. Um dos perigos para os seres humanos no espaço é a radiação cósmica: partículas carregadas com alta energia emitidas pelo Sol. Durante uma erupção solar, a intensidade dessa radiação pode atingir níveis letais. Um método de proteção proposto para os astronautas na superfície da Lua ou de Marte é um conjunto de grandes esferas eletricamente carregadas, colocadas acima de áreas onde as pessoas vivem e trabalham. As esferas produziriam um forte campo elétrico E → para desviar as partículas carregadas que compõem a radiação cósmica. A construção das esferas seria semelhante a um balão de Mylar, com uma fina camada condutora de eletricidade sobre a superfície externa sobre a qual uma carga líquida positiva ou negativa seria colocada. Uma esfera comum

pode possuir 5   m de diâmetro.

65 . Determine a direção e o sentido de E → no exterior de cada esfera, próximo de sua superfície. ( a ) Tangente à superfície da esfera; ( b ) perpendicular à superfície, apontando para dentro da esfera; ( c ) perpendicular à superfície, apontando para fora da esfera; ( d ) não há nenhum campo elétrico no exterior da esfera, próximo de sua superfície.

Passo 1

Vem comigo que a gente resolve essa juntos!

O campo dessas esferas usadas para repelir os elétrons da radiação cósmica se comporta da mesma forma que o campo de uma esfera condutora carregada, que é dado por:

E = 1 4 π ϵ 0 q r 2

Passo 2

O vetor campo elétrico de uma esfera carrega é na direção radial, logo perpendicular a superfície.

Disso já podemos descartar as alternativas ( a ) e ( d ) .

No exercício 63 encontramos que a carga da esfera é - 0,07   C , esse sinal negativo na hora de calcular o vetor campo elétrico E → indica que o campo aponta para dentro da esfera.

Logo a alternativa correta é a letra ( b ) .

Resposta

( b ) perpendicular à superfície, apontando para dentro da esfera.

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