(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Física

Uma esfera condutora de raio R possui uma carga Q distribuída uniformemente em sua superfície. Um estudante do 2° ano do ensino médio, ao estudar o campo elétrico, propõe-se a calcular o fluxo elétrico que atravessa uma superfície esférica gaussiana de raio 2R, centrada na esfera condutora. Considerando a permissividade do vácuo como epsilon_0 e a constante e como 1/(4*pi*epsilon_0), o estudante deve calcular o fluxo elétrico que atravessa a superfície gaussiana. A questão é: Qual é o valor do fluxo elétrico que atravessa a superfície gaussiana proposta pelo estudante? Para resolver a questão, utilize a Lei de Gauss para campos elétricos, que estabelece que o fluxo elétrico através de uma superfície fechada é proporcional à carga elétrica contida dentro da superfície. Além disso, aplique o conceito de simetria esférica para determinar a direção do campo elétrico em relação à superfície gaussiana.