Responda objetivamente às seguintes questões:
Considere uma esfera metálica oca contendo no seu interior uma carga elétrica
suspensa através de fios isolantes. Qual o campo elétrico percebido por uma carga de teste fora da esfera metálica?
Considere uma esfera metálica oca contendo no seu interior uma carga elétrica
Passo 1
O enunciado apresenta uma esfera metálica oca neutra, com uma carga
isolada suspensa em seu interior. Pede-se o campo elétrico
em um ponto externo à esfera. O conteúdo usado será a indução de cargas em condutores em equilíbrio eletrostático e a Lei de Gauss.
Passo 2
Em equilíbrio eletrostático o campo dentro do material condutor deve ser zero. Para cancelar o campo gerado pela carga interna
, surgem cargas induzidas de
na face interna da casca metálica e
na face externa. Assim, o condutor permanece eletricamente neutro e satisfaz
em seu volume.
Passo 3
Para um ponto externo à esfera (distância
do centro, com
maior que o raio da casca), tudo o que conta para o campo é a carga total envolvida, que é
na superfície externa. Aplicando a Lei de Gauss a uma superfície esférica de raio
:
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