Quando um pedaço de papel é colocado perpendicularmente a um campo elétrico uniforme, o fluxo que atravessa o papel é 25 N
. Quando o papel é submetido a uma rotação de
relação à direção do campo, o fluxo passa a ser
Escolha uma opção:
◯ a.
◯ b.
◯ c. 0
◯ d.
◯ e.
◯ a.
◯ b.
◯ c. 0
◯ d.
◯ e.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede uma única coisa:
- Informação: Quando o pedaço de papel está perpendicular ao campo elétrico uniforme, o fluxo através do papel é
- Informação: O papel é então rotacionado de
em relação à direção do campo. - Pergunta: Qual é o novo fluxo que atravessa o papel após essa rotação? Deve-se escolher entre as alternativas fornecidas.
Passo 2
Conceito-chave (com explicação didática): o fluxo elétrico
através de uma superfície plana é dado por
onde:
-
é o módulo do campo elétrico uniforme (em ); -
é a área da superfície (em ); -
é o ângulo entre o vetor campo elétrico e o vetor normal à superfície (o vetor normal é o que fica “perpendicular” ao papel).
Explicando com calma: o produtomede a “capacidade” máxima de fluxo (quando a normal está paralela ao campo), e o fator ajusta esse valor conforme a inclinação da superfície. Se (normal paralelo ao campo) então e o fluxo é máximo; se (normal perpendicular ao campo, ou seja, a superfície paralela ao campo) então e o fluxo é zero.
Passo 3
Aplicando ao caso inicial: quando o papel está perpendicular ao campo, a normal do papel está paralela ao campo, portanto
. Assim
O enunciado nos diz que esse valor é
. Conclui-se então que
(É importante entender que não precisamos conhecer
e
separadamente; o produto
já foi dado.)
Passo 4
Agora o papel é rotacionado de
em relação à direção do campo. Interpretação padrão: o ângulo entre a normal e o campo passa a ser
. Então o novo fluxo é
Substituindo
encontramos
Passo 5
Cálculo numérico e arredondamento (como fazer sem muita frescura na prova): sabe-se que
. Multiplicando:
Arredondando para o valor prático apresentado nas alternativas, isso fica
Dica rápida para checar mentalmente:
e o restante
, somando dá cerca de
, ou seja, próximo de
.
Passo 6
Conclusão: o valor calculado coincide com a alternativa (b).
Resposta
b.