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