Questão 25 – UFRGS 2023
16 de janeiro, 2023 às 10:57 | Postado em Eletrostática, Questões do ENEM, vestibulares, concursos
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - IF-UFRGSQuestão 25 – UFRGS 2023
Olá, pessoal do CREF!
Por favor, vocês poderiam conferir a questão 25 da prova de Física do concurso vestibular UFRGS 2023?
O comando da questão pede a razão entre os módulos dos campos elétricos nas superfícies de duas esferas condutoras eletricamente carregadas.
Embora o potencial elétrico seja bem definido, o valor do campo elétrico não me parece ter consenso no seu valor na superfície, inclusive podendo ser indefinido!
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25. Duas esferas condutoras, carregadas, são colocadas em contato, de modo que o potencial elétrico nas suas superfícies fica não nulo e com o mesmo valor em todos os pontos das superfícies. A esfera 1 tem raio R e a esfera 2 tem raio 2R. A seguir, as esferas são separadas até ficarem a grande distância uma da outra.
Qual é a razão E1/E2, entre o módulo do campo elétrico na superfície da esfera 1 e o módulo na superfície da esfera 2, depois da separação?
e o módulo do campo
(A) Raiz{2}.
(B) Raiz{3}.
(C) 2.
(D) 3.
(E) 3/2.
Este é um tema polêmico conforme já notado na postagem do Pergunte ao CREF de 2013: Campo elétrico na superfície de condutores. De fato o valor do campo elétrico na superfície de um condutor, dependendo do modelo que se assuma para a distribuição das cargas na superfície, pode ser indefinido.
A postagem de 2013 foi aditada com artigos da RBEF em 2020 e em 2022 sobre o valor do campo na superfície de uma esfera condutora..
Em especial chamo a atenção para a conclusão do artigo de 2022 – A descontinuidade do campo elétrico em uma distribuição superficial e esférica de cargas: um invariante topológico – a seguir:
Por fim, se o modelo adotado é o de uma distribuição superficial esférica de cargas, o gráfico representativo é o da Figura 4 e sugere-se:
“Para qualquer esfera condutora de raio R e densidade superficial σ, em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é descontinuo em pontos de sua superfície, nulo em seu interior e E = σ⁄εo para pontos da superfície externa quando, então, cai com a lei do inverso do quadrado da distância ao centro da esfera.”
“Docendo discimus.” (Sêneca)