Exercício 20: Uma placa quadrada com área de
tem uma carga de 60 nC distribuída uniformemente na sua superfície.
Estime o valor do campo elétrico à distância de
da placa. Resp: (b)
N/C
Estime o valor do campo elétrico à distância de
Passo 1
O enunciado diz que temos uma placa quadrada de área
com carga total
uniformemente distribuída. Queremos estimar o campo elétrico a uma distância de
da placa. O conteúdo envolvido é a Lei de Coulomb e a ideia de aproximação de far-field (quando o ponto de observação está muito longe em relação às dimensões do objeto carregado).
Passo 2
Vamos achar o lado da placa. Como a área é
então o comprimento do lado é
Note que a distância
é dez vezes maior que o lado
. Para estimar o campo nessa região, podemos tratar a placa como se fosse uma carga pontual com
.
Passo 3
Pela Lei de Coulomb para uma carga pontual, o campo a distância
é
onde
Passo 4
Substituindo os valores: