Física — Eletromagnetismo Múltipla Escolha

A divergência do vetor densidade de fluxo elétrico é igual a densidade de carga. Esta equação é verdadeira em qualquer ponto do espaço e indica que se existir uma carga em algum ponto do espaço, a divergência do vetor densidade de carga será diferente de zero. Ou, se preferir, uma carga elétrica é uma fonte, ou um dreno, de fluxo elétrico.

A divergência do vetor densidade de fluxo elétrico é igual a densidade de carga. Esta equação é verdadeira em qualquer ponto do espaço e indica que se existir uma carga em algum ponto do espaço, a divergência do vetor densidade de carga será diferente de zero. Ou, se preferir, uma carga elétrica é uma fonte, ou um dreno, de fluxo elétrico.

  1. ∫(∇ ⋅ D)dV = ∫ρv dV
  2. ∫B ⋅ dS = 0
  3. ∮E ⋅ dL = -∂/∂t ∫B ⋅ dS
  4. ∮H ⋅ dL = I + ∂D/∂t
  5. ∮E ⋅ dL = ∮(u × B) ⋅ dL

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Alternativa A

A questão descreve a Lei de Gauss para o campo elétrico, que estabelece a relação fundamental entre cargas elétricas e o campo de fluxo elétrico.

Análise Detalhada

O enunciado afirma: "A divergência do vetor densidade de fluxo elétrico é igual a densidade de carga". Matematicamente, isso é expresso na forma pontual (ou diferencial) como:

\nabla \cdot D = \rho_v

Onde:

  • \nabla \cdot D é a divergência do vetor densidade de fluxo elétrico (D).
  • \rho_v é a densidade volumétrica de carga elétrica.

Para chegar à alternativa correta, aplicamos o Teorema da Divergência de Gauss, que converte uma integral de volume da divergência de um vetor em uma integral de superfície desse mesmo vetor. Integrando ambos os lados da equação sobre um volume V:

\int_V (\nabla \cdot D) dV = \int_V \rho_v dV

Isso nos leva diretamente à Alternativa A. Fisicamente, essa equação significa que o fluxo total de campo elétrico saindo de um volume é proporcional à carga total contida dentro desse volume.

Por que as outras estão incorretas?

AlternativaLei CorrespondenteDescrição
BLei de Gauss Magnética\oint B \cdot dS = 0. Afirma que não existem monopolos magnéticos; o fluxo magnético líquido é sempre zero.
CLei de Faraday\oint E \cdot dL = -\frac{d\Phi_B}{dt}. Relaciona campo elétrico induzido à variação do fluxo magnético.
DLei de Ampère-Maxwell\oint H \cdot dL = I + I_d. Relaciona campo magnético à corrente e à variação do campo elétrico.

Em resumo, a definição apresentada trata especificamente da origem do campo elétrico pelas cargas, caracterizando a Lei de Gauss.

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