Exercícios Resolvidos de Fluxo de Campo Elétrico

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Enunciado

Considere um disco circular isolante, fino, de raio R , carregado com uma carga total Q uniformemente distribuída sobre sua superfície. Desenha-se então uma superfície imaginária S, fechada, na forma de um cilindro circular reto de raio R , comprimento 2 R e eixo coincidente com o eixo do disco. Suas tampas são paralelas ao disco e equidistantes dele. Sobre essa situação, considere as afirmativas abaixo:

(I) O fluxo de campo elétrico produzido pelo disco através de S é igual a Q / ϵ 0 .

(II) O campo elétrico produzido pelo disco é perpendicular à superfície lateral do cilindro em todos os pontos da mesma.

(III) O campo elétrico produzido pelo disco tem a mesma intensidade em todos os pontos sobre as tampas do cilindro.

São VERDADEIRAS as afirmativas:

Escolha uma:

a. Apenas II

b. I, II e III

c. Nenhuma delas

d. Apenas I e II

e. Apenas II e III

f. Apenas I

g. Apenas III

h. Apenas I e III

Passo 1

Fala galera, tudo bem? Vamos analisar as informações separadamente? Começando pela primeira.

“O fluxo de campo elétrico produzido pelo disco através de S é igual a Q / ϵ 0

Essa afirmativa está correta! Ela é justamente a lei de Gauss! Como a superfície gaussiana está fora do disco, dentro dessa superfície está toda carga Q . Sendo assim, o fluxo de campo elétrico é sim igual a Q / ϵ 0 .

Beleza até aqui?

Passo 2

Agora a afirmativa II e III:

“O campo elétrico produzido pelo disco é perpendicular à superfície lateral do cilindro em todos os pontos da mesma”

“O campo elétrico produzido pelo disco tem a mesma intensidade em todos os pontos sobre as tampas do cilindro”

Da uma olhada no desenho aqui embaixo:

Como exemplos de campo elétrico nas superfícies laterais (amarelo e vermelho) e na tampa (verde), podemos ver que o tamanho desses vetores vai depender da distância x e y que o ponto está do disco, então essas duas afirmações estão erradas.

Sendo assim, apenas a alternativa I está correta.

Analisando as alternativas, a correta é a (f).

Resposta

( f )

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