Etapas 3 e 4 atps de física3

ETAPA 3
• Aula-tema: Lei de Gauss.
Esta atividade é importante para que você compreenda os conceitos relacionados com a Lei de Gauss, que descreve uma relação geral entre o fluxo elétrico resultante de uma superfície fechada e a carga no interior da superfície. A Lei de Gauss é de importância fundamental no estudo dos campos eletrostáticos.
Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos.
Passo 1 (Equipe)
Calcule a densidade linear de cargas a uma distância de 0,5m de um fio infinito carregado que apresenta ao seu redor, um campo elétrico de 7,5 x 104 V/m.
Resposta:
r = 0,5m
E = 7,5x104 V/m

Para o fio infinito carregado temos que
E = λ / (2π ε0 r)

ou
E = 2 λ / (4π ε0 r)

Como k = 1/(4πε0) é o valor da constante eletrostática no vácuo, que vale 9 x 109 Nm² /C²
Assim
E = 2 k λ / r

Esta relação para o campo elétrico pode ser deduzida por integração de cada elemento de campo correspondente a cada elemento de carga do fio a uma distância dele. Pode ser deduzida também de outra maneira: através da Lei de Gauss.
Isolando a densidade: λ = E r / 2 k
Substituindo os dados λ = (7,5x104) 0,5 / (2 x 9 x 109) λ = (3,75x104) / (18 x 109) λ ≈ 0,21 x 104 / 109 portanto ------------------------------------------------- λ ≈ 2,1 x 10-5 C/m
Passo 2 (Equipe)
Calcule a densidade superficial média de carga sobre a superfície da Terra, considerando o planeta como uma esfera e a carga distribuída de aproximadamente 5 x 105 C.
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Resposta:

E=τ2.π.ε.r

5x105=τ2. 3,14. 1,6x10-19. 6 378,1x103

Τ=3,20x10-6C/m2

ETAPA 4 • Aula-tema: Potencial Elétrico.
Esta atividade é importante para que você fixe o conceito de potencial elétrico, que é uma função escalar da posição e assim, descrever alguns fenômenos eletrostáticos.
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Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos.
Passo 1 (Equipe)
Determine a