Considere uma esfera condutora de raio
. Uma esfera concêntrica de raio
é removida dessa esfera (o resultado é um buraco não condutor na região da esfera).
caráter equipotencial do condutor mudou após a inserção da carga?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma esfera condutora de raio $ R $ e retiramos dela uma esfera concêntrica de raio $ r < R $, criando assim um buraco não condutor no meio. A pergunta é: “O caráter equipotencial do condutor mudou após a inserção da carga?”
Para resolver isso, vamos precisar entender o que é um condutor, o que significa ser equipotencial e como a presença de um buraco afeta essas propriedades. Vamos por partes!
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um condutor elétrico. Um condutor é um material que permite que cargas elétricas se movam livremente através dele. Nos condutores em equilíbrio eletrostático (ou seja, sem correntes elétricas), a carga elétrica se distribui na superfície externa.
Passo 3
Agora, o conceito de equipotencial. Uma superfície é considerada equipotencial quando todos os pontos dela têm o mesmo potencial elétrico. Para condutores em equilíbrio eletrostático, a superfície externa é sempre equipotencial porque as cargas se redistribuem de maneira a igualar o potencial em toda a superfície.
Passo 4
Vamos analisar o que acontece quando removemos uma parte da esfera condutora, criando um buraco não condutor de raio $ r $. Esse buraco é basicamente uma região onde não há material condutor, então as cargas não podem se mover para lá. Porém, o restante do condutor mantém suas propriedades.
Passo 5
Mesmo com o buraco, o material condutor ao redor ainda permite que as cargas se redistribuam. O indiretamente removido, ainda temos um condutor ao redor do buraco que pode ajustar a distribuição de carga para manter a superfície externa equipotencial. Isso acontece porque as cargas reagem às mudanças internas (como a criação do buraco) de forma a manter o equilíbrio eletrostático.
Passo 6
Portanto, a presença do buraco não interfere no fato de que a superfície externa do condutor permanece equipotencial. As cargas se reorganizam de modo que o potencial elétrico seja constante em toda a superfície externa, independentemente da presença do buraco interno.
Resposta
Não, o caráter equipotencial do condutor não mudou após a remoção da esfera interna; a superfície externa do condutor continua sendo equipotencial.