Uma carga puntiforme de
está no centro de um cubo cuja aresta tem 0,95 m. Encontre o fluxo através de toda a superfície do cubo.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de eletrostática! A gente tem uma carga pontual de
no centro de um cubo com aresta de 0,95 m. Nosso objetivo aqui é encontrar o fluxo elétrico que passa por toda a superfície desse cubo. Para isso, vamos usar a Lei de Gauss, que é super útil para calcular fluxos elétricos em situações de simetria.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é fluxo elétrico. O fluxo elétrico (
) representa a quantidade de campo elétrico que atravessa uma área. Matematicamente, é dado por:
Mas para facilitar nossa vida, vamos usar a Lei de Gauss, que diz que o fluxo elétrico total através de uma superfície fechada é igual à carga total dentro dessa superfície dividida pela permissividade do vácuo (
):
Aqui,
é a carga dentro da superfície.
Passo 3
No nosso caso, a carga
está justamente no centro do cubo, então
. Vamos converter essa carga para coulombs:
Passo 4
Agora, vamos usar o valor da permissividade do vácuo, que é:
Aplicando a Lei de Gauss:
Passo 5
Fazendo a conta:
Resposta
O fluxo elétrico através de toda a superfície do cubo é aproximadamente
.