Question

2- Uma esfera metálica de raio R 40 cm está em equilíbrio eletrostático no vácuo, eletrizado com
carga Q 8 uC. Calcule a intensidade do vetor campo elétrico: (2 pontos)
a) Nos pontos internos da esfera;
b) Num ponto externo e extremamente próximo da superfície,
c) Nos pontos da superfície da esfera;
d) Num ponto situado a 5 m do centro da esfera.
Considere k
* 10" N m /C

Answer 1

a) E=0
b) E=K.IQI÷r²⇒ 9.10⁹ₓ8.10⁻⁶÷0,4.10¹= 180.10²
c) E=K.IQI÷2r²⇒9,10⁹ₓ8.10⁻⁶÷2.(0,4.10¹)²= 225.10¹
d)E=K.IQI÷d²⇒9.10⁹ₓ8.10⁻⁶÷0,5.10¹=144.10²

Answer 2

a) 0

b) 450000 N/C

c) 225000 N/C

d) 2880 N/C

Como a esfera condutora está em equilíbrio eletrostático, podemos dizer que o capo elétrico no seu interior é igual a zero.

E = 0

No ponto localizado próximo a sua superfície externa, o campo elétrico pode ser calculado por meio da seguinte equação -

E = K·Q/d²

Onde,

k = constante eletrostática do meio (no caso K = 9 x 10⁹ Nm²/C²)

Q = carga elétrica

d = distancia ao centro da esfera

No caso do ponto muito próximo à superfície da esfera d = R

E = 9. 10⁹·8·10⁻⁶/0,4²

E = 450.000 N/C

Em pontos na superfície da esfera o campo elétrico equivale à metade do campo em superfícies muito próximas à esfera

E = 450 ÷ 2

E = 225000 N/C

Num ponto a 5 metros do centro da esfera-

E = 9.10⁹·8·10⁻⁶/5²

E =  2880 N/C