Considere um campo elétrico uniforme E e uma superfície (aberta) plana S, cuja orientação é definida por um vetor n. O fluxo PhiE^S 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 PhiE^S tem sentido contrário ao sentido do campo E .
Aluno II: O ângulo entre o vetor campo elétrico E e n é maior que 0^circ e menor que 90^circ. .
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 e uma superfície plana S com um vetor normal n. O fluxo elétrico PhiE^S 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 Phi = E cdot n cdot A, onde A é a área da superfície. Quando o fluxo é negativo, isso indica que o ângulo entre o campo elétrico E e o vetor normal n é maior que 90^circ, pois o cosseno desse ângulo será negativo.

Passo 3

Vamos analisar a afirmação do Aluno I: “O fluxo do campo elétrico PhiE^S tem sentido contrário ao sentido do campo E.”
Como o fluxo é negativo, o vetor n está apontando na direção oposta ao campo elétrico E. 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 e n é maior que 0^circ e menor que 90^circ.”
Como já vimos, para que o fluxo seja negativo, o ângulo precisa ser maior que 90^circ. 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.

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