UFRJ – Física 3 2020.2 – P2 – Questão 2
Considere um disco circular isolante, fino, de raio , carregado com uma carga total uniformemente distribuída sobre sua superfície. Desenha-se então uma superfície imaginária S, fechada, na forma de um cilindro circular reto de raio , comprimento e eixo coincidente com o eixo do disco. Suas tampas são paralelas ao disco e equidistantes dele. Sobre essa situação, considere as afirmativas abaixo:
(I) O fluxo de campo elétrico produzido pelo disco através de é igual a .
(II) O campo elétrico produzido pelo disco é perpendicular à superfície lateral do cilindro em todos os pontos da mesma.
(III) O campo elétrico produzido pelo disco tem a mesma intensidade em todos os pontos sobre as tampas do cilindro.
São VERDADEIRAS as afirmativas:
Escolha uma:
a. Apenas II
b. I, II e III
c. Nenhuma delas
d. Apenas I e II
e. Apenas II e III
f. Apenas I
g. Apenas III
h. Apenas I e III
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Vamos analisar as informações separadamente? Começando pela primeira.
“O fluxo de campo elétrico produzido pelo disco através de é igual a ”
Essa afirmativa está correta! Ela é justamente a lei de Gauss! Como a superfície gaussiana está fora do disco, dentro dessa superfície está toda carga . Sendo assim, o fluxo de campo elétrico é sim igual a .
Beleza até aqui?
Passo 2
Agora a afirmativa II e III:
“O campo elétrico produzido pelo disco é perpendicular à superfície lateral do cilindro em todos os pontos da mesma”
“O campo elétrico produzido pelo disco tem a mesma intensidade em todos os pontos sobre as tampas do cilindro”
Da uma olhada no desenho aqui embaixo:
Como exemplos de campo elétrico nas superfícies laterais (amarelo e vermelho) e na tampa (verde), podemos ver que o tamanho desses vetores vai depender da distância e que o ponto está do disco, então essas duas afirmações estão erradas.
Sendo assim, apenas a alternativa I está correta.
Analisando as alternativas, a correta é a (f).