A distribuição de cargas elétricas ao longo de uma superfície, relacionada ao campo elétrico produzido em determinado ponto onde estão distribuídas essas cargas, é explicada pela Lei de Gauss. Sobre essa teoria, é INCORRETO afirmar que:

  1. O fluxo elétrico e a carga elétrica variam proporcionalmente, porém o tamanho da superfície fechada não influencia a intensidade do fluxo elétrico.
  2. Para cargas positivas distribuídas em um determinado ponto, o vetor campo elétrico é orientado para fora da superfície.
  3. Quando não há distribuição de cargas na superfície, o vetor campo elétrico é nulo.
  4. Para cargas negativas distribuídas em um determinado ponto, o vetor campo elétrico é orientado para fora da superfície.
  5. Para cargas negativas distribuídas em um determinado ponto, o vetor campo elétrico é orientado para dentro da superfície.

Passo 1

Vamos analisar cada uma das afirmativas e considerar o que são as verdadeiras e qual é a falsa! Olhando para a primeira alternativa:

O fluxo elétrico e a carga elétrica variam proporcionalmente, porém o tamanho da superfície fechada não influencia a intensidade do fluxo elétrico.

Então pessoal, podemos definir o fluxo do campo elétrico como a divisão entre a carga e a permissividade elétrica do meio:

ф = Q i n t e r n a ε

Ou seja, conforme aumentamos a carga elétrica, aumentamos o fluxo elétrico. Até aí tudo bem. Mas perceba que em nenhum momento falamos sobre o tamanho da superfície gaussiana.

É porque o tamanho da superfície gaussiana não influencia na Lei de Gauss, a única coisa que essa superfície precisa ser é fechada!

Então a primeira afirmativa é verdadeira!

Passo 2

Analisando a segunda afirmativa:

Para cargas positivas distribuídas em um determinado ponto, o vetor campo elétrico é orientado para fora da superfície.

Vamos lembrar sobre essa convenção das linhas de campo elétrico para cargas positivas. Essas linhas de campo elétrico apontam de dentro da carga para fora:

Então se colocarmos uma superfície gaussiana em torno da carga, o vetor campo elétrico apontará para fora da superfície:

Então a segunda afirmativa é verdadeira!

Passo 3

A letra “c” tem a seguinte afirmativa:

Quando não há distribuição de cargas na superfície, o vetor campo elétrico é nulo.

Bom, gente, falamos que o campo elétrico depende da carga dentro da superfície gaussiana. Ou seja, quando não temos essa carga dentro da superfície, não teremos o vetor campo elétrico.

Então essa afirmativa também é verdadeira!

Passo 4

A próxima alternativa diz que:

Para cargas negativas distribuídas em um determinado ponto, o vetor campo elétrico é orientado para fora da superfície.

Pessoal, se na segunda afirmativa, nós dissemos que o vetor campo elétrico aponta para fora da superfície quando estamos com uma carga elétrica positiva dentro da superfície gaussiana. Será que pode acontecer o mesmo para carga negativa? Não pode!

Cargas negativas fazem com que as linhas de campo apontem de fora para dentro da carga:

Colocando uma superfície gaussiana em volta da carga elétrica negativa, teremos:

Então o vetor campo elétrico aponta para dentro da superfície gaussiana!

A afirmativa é falsa!

Resposta

d) Para cargas negativas distribuídas em um determinado ponto, o vetor campo elétrico é orientado para fora da superfície.

Exercícios Resolvidos de Lei de Gauss

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