Considere o gráfico da figura abaixo.
Ele corresponde ao potencial elétrico em função da distância à origem de um sistema de cargas com simetria esférica e raio externo . Para este sistema, responda:
- Qual a intensidade do campo elétrico para ?
- Qual a carga total do sistema?
- Qual o campo elétrico para em função de e das grandezas fornecidas?
Passo 1
- Qual a intensidade do campo elétrico para ?
- Qual a carga total do sistema?
- Qual o campo elétrico para em função de e das grandezas fornecidas?
Podemos associar o campo elétrico com o potencial através da relação:
Assim, temos como descobrir a intensidade do campo elétrico analisando a tangente da curva.
Na região :
Logo:
Passo 2
Vamos lá, o potencial elétrico de uma carga é dada por:
A distância que engloba todo o sistema é . Para esse valor, o potencial elétrico vale .
Logo:
Passo 3
Para , o sistema se comporta como uma carga pontual de valor . Portanto, quando , o campo elétrico é dado por:
Resposta
a.
b.
c.