USP – Física 3 2020.1 – P1– Questão 5
O fluxo de um campo elétrico uniforme orientado ao longo do eixo , através da superfície total de um cubo de lado é igual a:
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Vou ajudar você a resolver essa questão! Vamos lá?
Se estivermos falando de um campo elétrico uniforme ao longo do eixo , vamos calcular o fluxo apenas nesse sentido. Lembra que quando falamos de fluxo de campo elétrico as linhas de campo devem ser paralelas ao vetor normal da superfície. E sendo assim, nas paredes laterais do cubo (orientada ao longo dos eixos e ), não há linhas atravessando, então não precisamos contar nada lá.
Beleza?
Passo 2
Vamos supor que o campo esteja orientado para cima, na direção , certo? Temos duas faces para levar em conta: a tampa da caixa e o fundo. A tampa tem orientação , então o fluxo através dessa face de área fica:
Já a área do fundo tem orientação (seguindo a orientação “pra fora” que usei pra tampa) , o campo elétrico segue tendo orientação e o fluxo através do fundo é:
Passo 3
O fluxo total é a soma dos fluxos em todas as superfícies, então precisamos somar os dois resultados:
Como as faces tem a mesma área, o fluxo total é nulo =)
Ah, também teríamos esse resultado com outra caixa viu? O fluxo será sempre nulo pois não há cargas no interior dessa superfície! Se ficou alguma dúvida, dá uma olhadinha na Lei de Gauss =)
Beleza?
Pronto pra próxima questão? =)