No laboratório, é possível observar o gerador de Van der Graff soltar faíscas quando o campo elétrico atinge
em um ponto a 3 cm distante da cúpula metálica, aproximadamente esférica e com 6 cm de raio.
A carga elétrica acumulada na cúpula do gerador é de
A)
B)
C)
D)
A)
B)
C)
D)
Passo 1
O enunciado descreve uma cúpula metálica esférica de raio
que libera faíscas quando o campo elétrico atinge
em um ponto situado
além da superfície. Como fora da esfera o campo é igual ao de uma carga pontual
no centro, vamos usar a lei de Coulomb para campo elétrico.
Passo 2
Calculamos a distância
do centro da esfera até o ponto onde o campo é medido:
Passo 3
Fora da esfera, o campo elétrico vale
onde
.
Passo 4
Isolando
e substituindo os valores:
Resposta
A carga elétrica acumulada na cúpula é
, ou seja, alternativa (C).