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Questão sobre Eletricidade: Campo elétrico e Lei de Gauss

Fonte: UFTM


Física

Eletricidade: Campo elétrico e Lei de Gauss

Fácil

(UFTM 2012) - Questão Fácil de Física

a.
b.
c.
d.
e.

Gabarito

Resposta correta: c) o vetor campo elétrico na superfície externa da esfera é perpendicular à superfície. Explicação passo a passo: 1. **Conceito de Campo Elétrico**: O campo elétrico é uma propriedade do espaço ao redor de cargas elétricas, e é representado por vetores que indicam a direção e o sentido da força que uma carga de prova positiva sofreria se estivesse naquele ponto no espaço. 2. **Equilíbrio Eletrostático**: Quando uma esfera condutora está em equilíbrio eletrostático, as cargas elétricas estão distribuídas de forma uniforme sobre a superfície externa da esfera. Não há movimento de cargas e, portanto, o campo elétrico no interior da esfera é nulo. 3. **Campo Elétrico no Interior da Esfera**: De acordo com o princípio da gaiola de Faraday, o campo elétrico dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo. Isso elimina a alternativa (a). 4. **Potencial Elétrico no Interior da Esfera**: O potencial elétrico é constante em todo o interior de um condutor em equilíbrio eletrostático. Isso significa que o potencial não depende da posição dentro da esfera, eliminando a alternativa (b). 5. **Campo Elétrico na Superfície Externa**: O campo elétrico gerado por uma esfera condutora eletrizada é sempre perpendicular à superfície no ponto de contato. Isso ocorre porque as cargas se repeliriam se o campo tivesse alguma componente paralela à superfície, o que não é possível em equilíbrio eletrostático. Portanto, a alternativa (c) é a correta. 6. **Distribuição de Cargas na Superfície Externa**: A distribuição de cargas na superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático é uniforme e não depende do sinal da carga. Isso elimina a alternativa (d). 7. **Campo Elétrico na Região Externa**: O módulo do campo elétrico gerado por uma esfera condutora eletrizada na região externa depende da distância do ponto à superfície da esfera. Quanto mais distante, menor é o campo elétrico. Isso elimina a alternativa (e). Portanto, a única alternativa correta é a (c), que afirma que o vetor campo elétrico na superfície externa da esfera é perpendicular à superfície.

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