Question

Uma esfera encontra-se no vácuo. Seu raio é 10 cm. Sua carga é positiva e igual a 3,0μC. Determine a intensidade do campo elétrico:
a) a 5 cm de seu centro.
b) a 15 cm de seu centro.
c) na superfície.
d) infinitamente próximo à superfície.
0BS: ME AJUDEM. POR FAVOR.QUERO UMA RESPOSTA DETALHADA,POIS ESTOU COM DIFICULDADES NESSA QUESTÃO. O QUE O RAIO INTERFERE NA QUESTÃO E A DIFERENÇA DE SER NA SUPERFÍCIE E INFINITAMENTE PRÓXIMO Á SUPERFÍCIE.

Answer 1

Olá, tentarei ajudar. Infelizmente, demonstrar o que você disse necessita de uma matemática mais avançada (relacionada com Lei de Gauss, integrais e somatórios infinitos).

Porém, basicamente, o campo elétrico tende a diminuir quando nos afastamos da esfera, sendo definido como zero no interior.

a) Nesse item a distância é 5 cm do centro, ou seja, interior da esfera. Por essa razão, definimos o campo elétrico como zero.

b) Aqui, temos uma região considerada próxima da esfera e que é maior que o raio (exterior ao corpo). Nesse caso, definimos o campo elétrico próximo como:

E = ko.|Q| divido por R² (Essa fórmula apenas é aplicável para situações exteriores ao corpo e próximas de suas superfícies)

c) Quando estamos exatamente na superfície da esfera, como indica esse item, há um conflito entre os físicos, uma verdadeira "treta acadêmica" em aberto. Há aqueles que acreditam que esse valor não deve ser definido. Porém, também existe uma fórmula:

Esup = Epróx/2 = 0,5.ko|Q| divido por R²

Observação: Quando você estiver num local considerado externo e distante, podemos utilizar a conhecida:

Eexterna = ko.|Q| divido por d²

Espero que tenha te ajudado um pouco, pode utilizar essas fórmulas nos exercícios. Qualquer dúvida deixe um comentário!! :)