Uma esfera condutora, oca, encontra-se eletricamente carregada e isolada. Para um ponto de sua superfície, os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico são 900N/C e 90V. Portanto, considerando um ponto no interior da esfera, na parte oca, é correto afirmar que os módulos para o campo elétrico e para o potencial elétrico são, respectivamente,
a) zero N/C e 90V.
b) zero N/C e zero V.
c) 900N/C e 90V.
d) 900N/C e 9,0V.
e) 900N/C e zero V.
a) zero N/C e 90V.
b) zero N/C e zero V.
c) 900N/C e 90V.
d) 900N/C e 9,0V.
e) 900N/C e zero V.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Temos uma esfera condutora oca que está eletricamente carregada e isolada. Na superfície dessa esfera, o campo elétrico é de 900 N/C e o potencial elétrico é de 90 V. Queremos descobrir quais são os valores do campo elétrico e do potencial elétrico dentro da esfera, na parte oca. Para isso, vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente sobre condutores em equilíbrio eletrostático.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico dentro do material do condutor é zero. Isso acontece porque as cargas livres no condutor se redistribuem de maneira a cancelar qualquer campo interno.
Passo 3
Como a esfera é oca, temos que analisar a região interna à cavidade. Segundo o princípio de Gauss, se não há carga dentro da cavidade, o campo elétrico também será zero nessa região. No nosso caso, a esfera está isolada e toda a carga está na superfície externa, então dentro da cavidade, o campo elétrico é zero.
Passo 4
Agora, sobre o potencial elétrico. Dentro de um condutor em equilíbrio, o potencial é constante e igual ao potencial na superfície. Isso significa que, dentro da cavidade, apesar do campo ser zero, o potencial elétrico mantém o mesmo valor da superfície.
Passo 5
Resumindo:
- Campo Elétrico no interior: $ E = 0 , N/C $
- Potencial Elétrico no interior: $ V = 90 , V $
Resposta
A opção correta é a a) zero N/C e 90 V.