Exercícios Resolvidos de Física - Cálculo de Densidade de Carga e Campo Elétrico em Satélite

2 250 pontos Veículos espaciais que passam pelos cinturões de radiação da Terra colidem com elétrons confinados ali Como no espaço não há potencial elétrico de terra o acúmulo de cargas é significativo e pode danificar componentes eletrônicos provocar perturbações de circuitos de controle e disfunções operacionais Um satélite esférico de metal com 15m de diâmetro acumula 25 μC de carga ao completar uma revolução em órbita Calcule a a densidade superficial de carga b o campo elétrico resultante imediatamente fora da superfície do satélite Resolução da 2 questão a A densidade superficial σ é a razão entre a carga total Q dispersa na superfície do satélite e a área A desta superfície σ QA Q4πR² 25 10⁶4π 075² σ 354 10⁷ Cm² b O módulo do campo elétrico imediatamente fora da superfície do satélite pode ser calculado usando a lei de Gauss A superfície gaussiana é esférica de raio R e com centro no centro da esfera ΦE E d A Qε₀ E d A E4πR² Qε₀ E Q4πR² 1ε₀ QA 1ε₀ σε₀ E σ 4πK₀ 354 10⁷ C m² 4 π 899x10⁹ N m² C² 40 10⁴ NC