UFRJ- Física 3 – P1 2018.2 - DIURNO - 4
Um sistema é formado por três partículas puntiformes de cargas , e . Considere este sistema em duas situações distintas, como mostram as figuras 1 e 2 abaixo. Em ambas, a superfície desenhada engloba apenas as cargas e .
Sobre esse sistema, é correto afirmar que:
- O fluxo do campo elétrico gerado apenas por através de tem o mesmo valor nas duas situações.
- Em ambas as situações, o campo elétrico em toda a superfície se deve apenas à superposição dos campos gerados por e .
- O fluxo do campo elétrico total através da superfície vale na Fig. 1 e na Fig. 2.
- As linhas de campo elétrico na Fig. 1 são indistinguíveis das linhas de campo elétrico na Fig. 2.
- Em ambas as situações, o campo elétrico gerado apenas pela carga é nulo em todos os pontos da superfície .
Passo 1
A expressão para a lei de Gauss é:
que diz o fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada (gaussiana ) é igual à carga total líquida que está dentro dessa gaussiana divido por .
Com isso, vamos analisar item por item dessa questão...
Passo 2
a) Como a carga está fora da superfície fechada (gaussiana) em ambas as situações, o campo elétrico que ela produz tem fluxo elétrico total igual a zero através de nos dois casos, por isso este item está correto.
Item CORRETO.
Mas vamos continuar analisando os outros...
b) Embora o fluxo elétrico do campo de através de nos dois casos seja nulo, essa carga elétrica produz campo elétrico em todos os pontos da superfície . Portanto, o campo elétrico resultante em toda a superfície vai ser devido à soma dos campos produzidos por , e também por .
Portanto, este item está INCORRETO.
c) Em ambos os casos, o fluxo elétrico através da superfície fechada será igual a
já que apenas e estão dentro de . Não aparece em porque ela está fora de nas duas figuras. Item INCORRETO.
Passo 3
d) Embora as cargas elétricas e estejam nas mesmas posições em ambas as figuras, a carga está a um distância diferente das cargas e no caso da Fig. 2. Como as linhas de campo dão uma noção de quão intenso é o campo em uma determinada região e a carga está colocada mais distante, o campo elétrico resultante será diferente em Fig. 2 e as linhas de campo também vão estar espalhadas de maneira diferente na situação da Fig. 2.
ITEM INCORRETO.
e) Como vimos no caso do item b), a carga elétrica produz campo elétrico nos pontos da superfície nos dois casos e esse campo terá valores diferentes de zero, com valores diferentes para pontos a distâncias diferentes da carga .
Portanto, este item está INCORRETO.
Resposta
Letra a.