Física — Eletromagnetismo Múltipla Escolha

A divergência do vetor densidade de fluxo elétrico é igual à 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 à 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 = ∫∫ ρdV
  2. ∫∫ B ⋅ dS = 0
  3. ∂/∂t ∫ E ⋅ dL = -∂/∂t ∫ B ⋅ dS
  4. ∫ H ⋅ dL = 1 + ∂/∂t ∫ (u × B) ⋅ dL
  5. ∫ Em ⋅ 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 na sua forma diferencial (ponto a ponto), relacionando a divergência do vetor densidade de fluxo elétrico com a densidade de carga elétrica.

Análise da Resposta

O enunciado afirma explicitamente: "A divergência do vetor densidade de fluxo elétrico é igual a densidade de carga". Vamos traduzir isso para a linguagem matemática:

  1. Vetor densidade de fluxo elétrico: Representado pelo símbolo \mathbf{D}.
  2. Densidade de carga: Representada pela densidade volumétrica de carga livre, \rho_v.
  3. Divergência: Operador vetorial \nabla \cdot.

A relação descrita no texto corresponde à equação pontual:
\nabla \cdot \mathbf{D} = \rho_v

Para encontrar a alternativa correta, integramos essa equação sobre um volume genérico V:
\int_V (\nabla \cdot \mathbf{D}) \, dV = \int_V \rho_v \, dV

Esta é exatamente a expressão apresentada na Alternativa A. Ela demonstra matematicamente que a soma das fontes de fluxo elétrico dentro de um volume é igual à quantidade total de carga contida nesse volume.

Por que as outras alternativas estão incorretas?

AlternativaLei FísicaDescrição
BLei de Gauss para MagnetismoAfirma que não existem monopólos magnéticos isolados (\nabla \cdot \mathbf{B} = 0).
CLei de FaradayDescreve como um campo magnético variável gera um campo elétrico indutor.
DLei de Ampère-MaxwellRelaciona correntes e campos elétricos variáveis gerando campos magnéticos.
EForça Eletromotriz (Movimento)Relacionada à força motriz induzida pelo movimento de condutores em campos magnéticos.

Conclusão

A definição fornecida no enunciado é a essência da Lei de Gauss para o campo elétrico, expressa aqui na forma integral da equação diferencial. Portanto, a correspondência matemática exata é a da alternativa A.

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