Considere um campo elétrico uniforme
e uma superfície (aberta) plana
, cuja orientação é definida por um vetor
. O fluxo
do campo elétrico por essa superfície é menor que zero.
Três alunos discutem sobre essa situação e fazem as seguintes afirmativas:
Aluno I: O fluxo do campo elétrico
tem sentido contrário ao sentido do campo
.
Aluno II: O ângulo entre o vetor campo elétrico
e
é maior que
e menor que
. .
Aluno III: Para que o fluxo do campo elétrico seja negativo, deve haver uma partícula de carga negativa na vizinhança dessa superfície .
Qual(is) aluno(s) estão correto(s)?
a. Os alunos I e III estão corretos.
b. Nenhum dos alunos está correto.
c. Apenas o aluno ll está correto.
d. Apenas o aluno III está correto.
e. Os alunos I e ll estão corretos.
f. Apenas o aluno l está correto.
g. Os alunos II e III estão corretos.
h. Os três alunos estão corretos.
Três alunos discutem sobre essa situação e fazem as seguintes afirmativas:
Aluno I: O fluxo do campo elétrico
Aluno II: O ângulo entre o vetor campo elétrico
Aluno III: Para que o fluxo do campo elétrico seja negativo, deve haver uma partícula de carga negativa na vizinhança dessa superfície .
Qual(is) aluno(s) estão correto(s)?
a. Os alunos I e III estão corretos.
b. Nenhum dos alunos está correto.
c. Apenas o aluno ll está correto.
d. Apenas o aluno III está correto.
e. Os alunos I e ll estão corretos.
f. Apenas o aluno l está correto.
g. Os alunos II e III estão corretos.
h. Os três alunos estão corretos.
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um campo elétrico uniforme
e uma superfície plana
com um vetor normal
. O fluxo elétrico
através dessa superfície é menor que zero. Precisamos analisar as afirmações de três alunos sobre essa situação para determinar quais estão corretas. Para resolver isso, vamos usar conceitos de fluxo elétrico e o ângulo entre vetores no campo eletrostático.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa o fluxo elétrico ser menor que zero. O fluxo elétrico é definido por
, onde
é a área da superfície. Quando o fluxo é negativo, isso indica que o ângulo entre o campo elétrico
e o vetor normal
é maior que
, pois o cosseno desse ângulo será negativo.
Passo 3
Vamos analisar a afirmação do Aluno I: “O fluxo do campo elétrico
tem sentido contrário ao sentido do campo
.”
Como o fluxo é negativo, o vetor
está apontando na direção oposta ao campo elétrico
. Isso significa que o fluxo realmente está na direção contrária ao campo elétrico. Portanto, o Aluno I está correto.
Passo 4
Agora, a afirmação do Aluno II: “O ângulo entre o vetor campo elétrico
e
é maior que
e menor que
.”
Como já vimos, para que o fluxo seja negativo, o ângulo precisa ser maior que
. Portanto, essa afirmação está incorreta. O Aluno II está errado.
Passo 5
Por fim, a afirmação do Aluno III: “Para que o fluxo do campo elétrico seja negativo, deve haver uma partícula de carga negativa na vizinhança dessa superfície.”
O fluxo elétrico negativo não está diretamente relacionado à presença de cargas negativas próximas à superfície. Ele apenas indica a direção do campo em relação ao vetor normal. Portanto, essa afirmação também está incorreta. O Aluno III está errado.
Resposta
f. Apenas o aluno I está correto.