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(Concurso - - IF-S.2024–Adaptada) Considere uma uma distribuição de carga homo- gênea e esféricamente simétrica, de raio R e carga total Q. De acordo com a lei de Gauss, encontre o campo eletrostático, dentro (r < R) e fora (r ≥ R) da esfera, bem como os respectivos potenciais eletrostáticos nessas regiões.
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Fernanda Oliveira Duarte

há 4 dias

Respostas

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há 4 dias

Para resolver essa questão, vamos aplicar a Lei de Gauss e as definições de campo e potencial eletrostático. 1. Campo Eletrostático (E): - Dentro da esfera (r < R): A carga está distribuída uniformemente, então, pela Lei de Gauss, o campo elétrico dentro da esfera é dado por: \[ E = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 R^3} r \quad (0 \leq r < R) \] onde \( \varepsilon_0 \) é a permissividade do vácuo. - Fora da esfera (r ≥ R): Aqui, a esfera pode ser tratada como se toda a carga estivesse concentrada em seu centro. Assim, o campo elétrico é: \[ E = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 r^2} \quad (r \geq R) \] 2. Potencial Eletrostático (V): - Dentro da esfera (r < R): O potencial é constante e igual ao potencial na superfície da esfera: \[ V = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 R} \quad (0 \leq r < R) \] - Fora da esfera (r ≥ R): O potencial é dado por: \[ V = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 r} \quad (r \geq R) \] Resumindo: - Campo Eletrostático: - Dentro: \( E = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 R^3} r \) - Fora: \( E = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 r^2} \) - Potencial Eletrostático: - Dentro: \( V = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 R} \) - Fora: \( V = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0 r} \) Espero que isso ajude na sua carreira estudantil! Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!

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