O desenho abaixo ilustra uma casca esférica condutora neutra com uma carga em seu interior.
A carga está posicionada fora do centro de simetria da casca esférica e o sistema se encontra em equilíbrio. Marque a opção que melhor ilustra o diagrama de linhas de campo deste sistema.
Passo 1
Aqui, temos três regiões pra analisar, no interior da cavidade, no interior do material e fora da camada esférica.
Começando pelo interior da cavidade, vamos imaginar uma gaussiana esférica no mesmo centro de simetria da esfera e que engloba a carga , e que ocupa somente a região no interior da cavidade:
Nesse caso, o fluxo elétrico total será dado por:
Como o fluxo é negativo, significa que as linhas de campo estão entrando na gaussiana e, no nosso caso, entrando na carga negativa . Só aí já eliminamos a alternativa .
Passo 2
Aqui vai o pulo do gato... para o interior da casca esférica, como estamos trabalhando com um material condutor, o fluxo elétrico é igual a zero. Isso porque o fluxo elétrico no interior de um material condutor é sempre nulo.
Como resultado, não há linhas de campo no interior da casca esférica, logo, podemos eliminar também a opção .
Passo 3
Por último, para a região fora da casca esférica, vamos traçar novamente uma gaussiana esférica com o mesmo centro de simetria da casca e que engloba agora todo o sistema:
O fluxo total será dado por:
Como a casca não possui carga:
Novamente, como o fluxo é negativo, significa que as linhas de campo estão entrando na gaussiana. Assim, a alternativa correta é a letra .
Resposta
