Como ilustrado pela foto, o gerador de Van de Graaf, equipamento popular em parques de ciência, permite o acúmulo de cargas elétricas em uma cúpula metálica. A distribuição de cargas na cúpula de um desses geradores, quando ninguém a toca, pode ser considerada esférica. Dois desses geradores, A e B, estão separados por uma certa distância. O gerador A contém uma carga +Q, e o gerador B, uma carga +2Q, com Q>0.
Entre as alternativas, assinale aquela que melhor corresponde ao vetor campo elétrico resultante produzido pelos geradores no ponto médio P entre eles.
Como as distribuições de cargas elétricas nas esferas são uniformes, a intensidade do campo elétrico, em um ponto externo à esfera, pode assim ser obtido:
Sendo:
K: a Constante Eletrostática;
Q: a carga elétrica da esfera;
d: a distância entre o centro da esfera e o ponto analisado.
Sendo |QB| = 2 · |QA|, tem-se:
Sendo as cargas das esferas positivas, ambas geram campo elétrico de afastamento. Representando os vetores campo elétrico gerados pelas esferas no ponto P, tem-se:
Como EB > EA, podemos assim obter a resultante dos campos elétricos no ponto P:
