Considere um esfera metalica oca, inicialmente com carga elétrica nula. Carregando a esfera com um certo número de elétrons verifica se:
a) O número de eletrons excedentes se distribuem tanto na superficie externa como interna;
b) O número de elétrons excedentes se distribuem em sua superficie interna;
c) O numero de elétrons excedentes se distribuem em sua superficie externa;
d) A superficie interna fica carregada com cargas positivas;
e) A superficie externa fica carregada com cargas positivas

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma esfera metálica oca que começa sem carga elétrica. A gente vai carregar essa esfera adicionando alguns elétrons a mais e precisa descobrir onde esses elétrons extras vão se distribuir. Vamos usar conceitos de eletricidade estática e como as cargas se comportam em condutores. Para resolver, vamos lembrar que em condutores metálicos, os elétrons podem se mover livremente e tendem a se distribuir de forma a minimizar a energia do sistema.

Passo 2

Primeiro, quando adicionamos elétrons a uma esfera metálica oca, esses elétrons são partículas negativas. Nos condutores, os elétrons se movem até a superfície para se afastarem uns dos outros, já que cargas iguais se repelem. Isso acontece tanto na superfície interna quanto na externa da esfera.

Passo 3

Mas, é importante lembrar que, no caso de uma esfera oca, as cargas na superfície interna se distribuem de maneira a anular quaisquer campos elétricos internos, mantendo o interior da esfera eletricamente neutro. Ou seja, os elétrons extras vão se distribuir principalmente na superfície externa da esfera, já que não há cargas dentro da oca que precisem ser neutralizadas.

Passo 4

Além disso, pela lei de Gauss, qualquer carga líquida em uma cavidade oca não afeta o campo elétrico externo, e as cargas tendem a se espalhar na superfície externa para minimizar a repulsão entre elas. Isso significa que a maioria dos elétrons excedentes vai para a superfície externa.

Passo 5

Então, analisando as alternativas:
a) Diz que os elétrons se distribuem nas superfícies interna e externa. Mas, como vimos, os elétrons preferem a superfície externa.
b) Diz que os elétrons ficam somente na superfície interna. Isso não está correto, pois preferem a externa.
c) Diz que os elétrons excedentes se distribuem na superfície externa. Isso está correto!
d) Diz que a superfície interna fica com carga positiva. Mas, na verdade, a superfície interna fica neutra.
e) Diz que a superfície externa fica com carga positiva. Não, a superfície externa fica com excesso de elétrons, ou seja, carga negativa.

Resposta

A alternativa correta é a c) O número de elétrons excedentes se distribuem em sua superfície externa.

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