(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Física

Em uma usina de energia eólica, uma enorme hélice rotativa gera energia para o sistema local. Imagine que cada ponta das hélices possui uma carga elétrica positiva constante de valor Q, e que a distribuição da carga ocorre uniformemente na linha que conecta estas pontas. O campo elétrico gerado por essa distribuição de cargas é radial e apontando para fora. O vento faz com que a hélice se mova e gire em torno de seu eixo, porém, para fins de cálculo, neste momento, a hélice está estática. Considere uma superfície em forma de cilindro com raio r e altura h, centrada no eixo de rotação da hélice e passando pelas cargas nas pontas das hélices. a) Utilizando a Lei de Gauss, determine a expressão do campo elétrico a uma distância r do eixo de rotação da hélice. b) Calcule o fluxo elétrico que atravessa a parede cilíndrica (área lateral) da superfície gaussiana escolhida. c) Suponha que o campo elétrico em toda a superfície seja extremamente uniforme. Calcule o valor da carga presente na hélice a partir do fluxo elétrico obtido no item (b), desconsiderando o valor negativo correspondente.