Moyses - Curso de Física Básica, Electromagnetismo , Problema Resolvido 6.2

6.2) Um cilindro metálico carregado, de $5cm$ de raio, desloca-se ao longo do seu eixo com velocidade constante, de $10cm/s$. O campo elétrico radial produzido pelas cargas, na superfície lateral do cilindro, é de $500V/cm$. Qual é a intensidade da corrente devida ao movimento do cilindro?

Supondo que o cilindro tem raio $R_c$ podemos calcular o campo fora do cilindro usando a lei de gauss com uma superfície gaussiana cilíndrica de raio $r\geqslant R_c$
logo supondo que a carga, no interior da superfície gaussiana, seja $q$ obtemos, $$\Phi=\oint\vec{E}\cdot \hat{n}dA=\frac{q}{\epsilon_0}$$ Sabendo que a $\vec{E}$ é paralelo à normal $\hat{n}$ da superfície gaussiana teremos $$E\int dA=\frac{q}{\epsilon_0}$$ devemos integrar a ao longo da superfície gaussiana, dessa forma obtemos $$E\left( 2\pi rd\right) =\frac{q}{\epsilon_0}\Rightarrow$$ $$E=\frac{q}{2\pi\epsilon_0 rd}$$ O valor do campo $E_c$ sobre a superfície do cilindro é $$E_c=\frac{q}{2\pi\epsilon_0 R_cd}$$ logo a carga no interior do cilindro será $$q=2\pi\epsilon_0 R_cE_cd$$ apos um intervalo de tempo $t$ o cilindro percorre uma distância $d=vt$ nesse mesmo tempo todas as cargas atravessarão a seção transversal de área $A$ logo $it=q$ $$it=2\pi\epsilon_0 R_cE_cvt\Rightarrow$$ $$i=2\pi\epsilon_0 R_cE_cv$$ substituindo os valores do problema obtemos $$i=2(3,14)(8,8541878176\times10^{-14}C^2N^{-1}cm^{-2})(5cm)(500V/cm)(10cm/s)\Rightarrow$$ $$i=1,39\times10^{-8}A$$





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